JP2008065260A - レンズアレイユニット、照明光学装置、プロジェクタ、およびレンズアレイユニットの製造方法 - Google Patents
レンズアレイユニット、照明光学装置、プロジェクタ、およびレンズアレイユニットの製造方法 Download PDFInfo
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Abstract
【課題】小型化が図れるレンズアレイユニットを提供する。
【解決手段】レンズアレイユニット7は、入射光束を複数の部分光束に分割する複数の第1レンズ71A、および板状の第1ベース部711を有する第1レンズアレイ71と、複数の第1レンズ71Aに対応し複数の部分光束を集光する複数の第2レンズ72A、および板状の第2ベース部721を有する第2レンズアレイ72と、第1ベース部711および第2ベース部721間の外周端部側に介在配置されるスペーサ部材73とを備える。第1レンズアレイ71および第2レンズアレイ72は、スペーサ部材73により、第1ベース部711および第2ベース部721間に空隙部分7Aを有した状態で互いに一体化される。
【選択図】図3
【解決手段】レンズアレイユニット7は、入射光束を複数の部分光束に分割する複数の第1レンズ71A、および板状の第1ベース部711を有する第1レンズアレイ71と、複数の第1レンズ71Aに対応し複数の部分光束を集光する複数の第2レンズ72A、および板状の第2ベース部721を有する第2レンズアレイ72と、第1ベース部711および第2ベース部721間の外周端部側に介在配置されるスペーサ部材73とを備える。第1レンズアレイ71および第2レンズアレイ72は、スペーサ部材73により、第1ベース部711および第2ベース部721間に空隙部分7Aを有した状態で互いに一体化される。
【選択図】図3
Description
本発明は、レンズアレイユニット、照明光学装置、プロジェクタ、およびレンズアレイユニットの製造方法に関する。
従来、照明光学装置と、照明光学装置から射出された光束を画像情報に応じて変調する光変調装置と、光変調装置にて変調された光束を拡大投射する投射光学装置とを備えたプロジェクタが知られている。
照明光学装置としては、光源装置と、第1レンズアレイおよび第2レンズアレイと、重畳レンズとが一般的に用いられる。光源装置から射出された光束は、第1レンズアレイに備えられた複数の第1レンズによって複数の部分光束に分割される。複数の部分光束は、第1レンズアレイの複数の第1レンズに対応する複数の第2レンズを備える第2レンズアレイおよび重畳レンズによって被照明領域(光変調装置の画像形成領域)上で重畳される。このような照明光学装置を用いることにより、光変調装置の画像形成領域を照射する光の強度分布を略均一化している。
そして、従来、照明光学装置を構成する各光学部品の位置合わせを容易に行うことを目的として、第1レンズアレイおよび第2レンズアレイの間にこれら各レンズアレイと同一の屈折率を有し第1レンズアレイから第2レンズアレイに光を導くための透光部を介在させ、該透光部により第1レンズアレイおよび第2レンズアレイを接続する構成が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
照明光学装置としては、光源装置と、第1レンズアレイおよび第2レンズアレイと、重畳レンズとが一般的に用いられる。光源装置から射出された光束は、第1レンズアレイに備えられた複数の第1レンズによって複数の部分光束に分割される。複数の部分光束は、第1レンズアレイの複数の第1レンズに対応する複数の第2レンズを備える第2レンズアレイおよび重畳レンズによって被照明領域(光変調装置の画像形成領域)上で重畳される。このような照明光学装置を用いることにより、光変調装置の画像形成領域を照射する光の強度分布を略均一化している。
そして、従来、照明光学装置を構成する各光学部品の位置合わせを容易に行うことを目的として、第1レンズアレイおよび第2レンズアレイの間にこれら各レンズアレイと同一の屈折率を有し第1レンズアレイから第2レンズアレイに光を導くための透光部を介在させ、該透光部により第1レンズアレイおよび第2レンズアレイを接続する構成が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、特許文献1に記載の技術では、第1レンズアレイおよび第2レンズアレイの間に透光部を介在させた構造を採用していることにより、以下の問題が生じてしまう。
すなわち、透光部により第1レンズアレイおよび第2レンズアレイを一体化したユニット(レンズアレイユニット)の小型化が図り難い。具体的に、特許文献1に記載の技術では、例えば第1レンズアレイおよび第2レンズアレイ間を空気層とする構成、すなわち、透光部を用いない構成に比較して、第1レンズアレイおよび第2レンズアレイ間の光学的距離を合わせるために透光部の屈折率の比率分、第1レンズアレイおよび第2レンズアレイの間隔を大きくする必要がある。このため、レンズアレイユニットの小型化が図り難い。
すなわち、透光部により第1レンズアレイおよび第2レンズアレイを一体化したユニット(レンズアレイユニット)の小型化が図り難い。具体的に、特許文献1に記載の技術では、例えば第1レンズアレイおよび第2レンズアレイ間を空気層とする構成、すなわち、透光部を用いない構成に比較して、第1レンズアレイおよび第2レンズアレイ間の光学的距離を合わせるために透光部の屈折率の比率分、第1レンズアレイおよび第2レンズアレイの間隔を大きくする必要がある。このため、レンズアレイユニットの小型化が図り難い。
本発明の目的は、小型化が図れるレンズアレイユニット、照明光学装置、プロジェクタ、およびレンズアレイユニットの製造方法を提供することにある。
本発明のレンズアレイユニットは、入射光束を複数の部分光束に分割する複数の第1レンズ、および前記複数の第1レンズが形成される板状の第1ベース部を有する第1レンズアレイと、前記複数の第1レンズに対応し前記複数の部分光束を集光する複数の第2レンズ、および前記複数の第2レンズが形成される板状の第2ベース部を有する第2レンズアレイと、前記第1ベース部および前記第2ベース部間の外周端部側に介在配置されるスペーサ部材とを備え、前記第1レンズアレイおよび前記第2レンズアレイは、前記スペーサ部材により、前記第1ベース部および前記第2ベース部間に空隙部分を有した状態で互いに一体化されることを特徴とする。
ここで、スペーサ部材としては、第1ベース部および第2ベース部間の外周端部側に介在配置され第1ベース部および第2ベース部間に空隙部分を有した状態で第1レンズアレイおよび第2レンズアレイを一体化する構成であればよく、その材質、形状、外周端部側での配置位置および数は、特に限定されない。
ここで、スペーサ部材としては、第1ベース部および第2ベース部間の外周端部側に介在配置され第1ベース部および第2ベース部間に空隙部分を有した状態で第1レンズアレイおよび第2レンズアレイを一体化する構成であればよく、その材質、形状、外周端部側での配置位置および数は、特に限定されない。
本発明によれば、レンズアレイユニットは、第1レンズアレイおよび第2レンズアレイの他、スペーサ部材を有しているので、スペーサ部材により、第1ベース部および第2ベース部間における光透過領域に空隙部分を有した状態で第1レンズアレイおよび第2レンズアレイを互いに一体化できる。このことにより、従来のように第1レンズアレイおよび第2レンズアレイの間に透光部が介在配置されることなく、すなわち、第1ベース部および第2ベース部間における光透過領域を空気層とすることができ、第1ベース部および第2ベース部の間隔を大きくする必要がない。すなわち、レンズアレイユニットの小型化が図れる。
また、レンズアレイユニットの小型化が図れるので、例えば、レンズアレイユニットが搭載される光学機器であるプロジェクタ等において、レンズアレイユニットを収納保持する部材の小型化も図れ、製品となるプロジェクタの軽量化が図れる。
さらに、従来のような透光部を用いる構成の場合には、透光部を高精度に製造する必要があるため透光部の製造費(材料費や加工費等)が大きくなってしまうところ、スペーサ部材としては、それほど精度を高くする必要がないので、スペーサ部材の製造費を抑え、レンズアレイユニットの低コスト化、ひいては、レンズアレイユニットが搭載される光学機器であるプロジェクタの低コスト化が図れる。
また、レンズアレイユニットの小型化が図れるので、例えば、レンズアレイユニットが搭載される光学機器であるプロジェクタ等において、レンズアレイユニットを収納保持する部材の小型化も図れ、製品となるプロジェクタの軽量化が図れる。
さらに、従来のような透光部を用いる構成の場合には、透光部を高精度に製造する必要があるため透光部の製造費(材料費や加工費等)が大きくなってしまうところ、スペーサ部材としては、それほど精度を高くする必要がないので、スペーサ部材の製造費を抑え、レンズアレイユニットの低コスト化、ひいては、レンズアレイユニットが搭載される光学機器であるプロジェクタの低コスト化が図れる。
本発明のレンズアレイユニットでは、前記スペーサ部材は、前記第1ベース部および前記第2ベース部間において、前記スペーサ部材の一部が前記第1ベース部および前記第2ベース部の外周端部よりも平面的に外側に位置するように配設されていることが好ましい。
本発明では、スペーサ部材は、上述したように一部が第1ベース部および第2ベース部の外周端部から突出するように配設されている。このことにより、レンズアレイユニットが搭載される光学機器であるプロジェクタ等において、レンズアレイユニットを収納保持する部材(光学部品用筐体)にスペーサ部材の突出部分に対応した凹部を設けておけば、スペーサ部材の突出部分を前記凹部に嵌合することで、光学部品用筐体に対してレンズアレイユニットを容易に収納保持できる。このため、別途、レンズアレイユニットを光学部品用筐体に収納するための部材を設ける必要がなく、レンズアレイユニットを光学部品用筐体に直接、収納でき、製品となるプロジェクタの構造の簡素化が図れる。
本発明では、スペーサ部材は、上述したように一部が第1ベース部および第2ベース部の外周端部から突出するように配設されている。このことにより、レンズアレイユニットが搭載される光学機器であるプロジェクタ等において、レンズアレイユニットを収納保持する部材(光学部品用筐体)にスペーサ部材の突出部分に対応した凹部を設けておけば、スペーサ部材の突出部分を前記凹部に嵌合することで、光学部品用筐体に対してレンズアレイユニットを容易に収納保持できる。このため、別途、レンズアレイユニットを光学部品用筐体に収納するための部材を設ける必要がなく、レンズアレイユニットを光学部品用筐体に直接、収納でき、製品となるプロジェクタの構造の簡素化が図れる。
本発明のレンズアレイユニットでは、前記スペーサ部材は、前記第1ベース部および前記第2ベース部間において、前記第1ベース部および前記第2ベース部の外周端部よりも平面的に内側に位置するように配設されていることが好ましい。
本発明では、スペーサ部材が上述したように第1ベース部および第2ベース部の外周端部よりも内側に配設されているので、レンズアレイユニットの外周端部には、第1ベース部および第2ベース部の外周端部、およびスペーサ部材の外面により、コ字状の凹部が形成されることとなる。このことにより、レンズアレイユニットが搭載される光学機器であるプロジェクタ等において、レンズアレイユニットを収納保持する部材(光学部品用筐体)に前記凹部に対応した突出部を設けておけば、前記凹部に前記突出部を嵌合することで、光学部品用筐体に対してレンズアレイユニットを容易に収納保持できる。このため、別途、レンズアレイユニットを光学部品用筐体に収納するための部材を設ける必要がなく、レンズアレイユニットを光学部品用筐体に直接、収納でき、製品となるプロジェクタの構造の簡素化が図れる。
本発明では、スペーサ部材が上述したように第1ベース部および第2ベース部の外周端部よりも内側に配設されているので、レンズアレイユニットの外周端部には、第1ベース部および第2ベース部の外周端部、およびスペーサ部材の外面により、コ字状の凹部が形成されることとなる。このことにより、レンズアレイユニットが搭載される光学機器であるプロジェクタ等において、レンズアレイユニットを収納保持する部材(光学部品用筐体)に前記凹部に対応した突出部を設けておけば、前記凹部に前記突出部を嵌合することで、光学部品用筐体に対してレンズアレイユニットを容易に収納保持できる。このため、別途、レンズアレイユニットを光学部品用筐体に収納するための部材を設ける必要がなく、レンズアレイユニットを光学部品用筐体に直接、収納でき、製品となるプロジェクタの構造の簡素化が図れる。
本発明のレンズアレイユニットでは、前記第1レンズアレイ、前記第2レンズアレイ、および前記スペーサ部材は、同一の材料にて形成されていることが好ましい。
本発明によれば、第1レンズアレイ、第2レンズアレイ、およびスペーサ部材が同一の材料にて形成されているので、光束の照射により第1レンズアレイおよび第2レンズアレイに熱が生じた場合であっても、第1レンズアレイおよび第2レンズアレイと、スペーサ部材との部材間の熱応力を緩和でき、スペーサ部材による第1レンズアレイおよび第2レンズアレイの固定状態を良好に維持できる。
本発明によれば、第1レンズアレイ、第2レンズアレイ、およびスペーサ部材が同一の材料にて形成されているので、光束の照射により第1レンズアレイおよび第2レンズアレイに熱が生じた場合であっても、第1レンズアレイおよび第2レンズアレイと、スペーサ部材との部材間の熱応力を緩和でき、スペーサ部材による第1レンズアレイおよび第2レンズアレイの固定状態を良好に維持できる。
本発明のレンズアレイユニットでは、前記スペーサ部材は、一対で構成され、前記第1ベース部および前記第2ベース部間において、互いに対向するように配設されていることが好ましい。
本発明では、スペーサ部材が一対で構成され上述したように配設されているので、各スペーサ部材は、第1ベース部および前記第2ベース部間の互いに対向する外周端部側にそれぞれ配設されることとなる。このことにより、スペーサ部材による第1レンズアレイおよび第2レンズアレイの固定状態を良好に維持でき、例えば、外力を受けた場合であってもレンズアレイユニットが破損することを防止できる。
本発明では、スペーサ部材が一対で構成され上述したように配設されているので、各スペーサ部材は、第1ベース部および前記第2ベース部間の互いに対向する外周端部側にそれぞれ配設されることとなる。このことにより、スペーサ部材による第1レンズアレイおよび第2レンズアレイの固定状態を良好に維持でき、例えば、外力を受けた場合であってもレンズアレイユニットが破損することを防止できる。
本発明のレンズアレイユニットでは、一対の前記スペーサ部材は、当該レンズアレイユニットへの入射光束の光軸方向に沿って延出する柱形状を有し、互いに対向する各対向面における第1の軸方向の離間寸法が前記第1の軸方向に直交する第2の軸方向に沿って異なるように配設されていることが好ましい。
本発明では、一対のスペーサ部材は、上述したように配設されているので、レンズアレイユニット(一対のスペーサ部材)を光軸方向から平面的に見た場合に、各対向面は、第1の軸方向(例えば、水平方向)の離間寸法が第2の軸方向(例えば、鉛直方向)に沿って大きくなる、あるいは、小さくなる。すなわち、レンズアレイユニットの空隙部分は、光軸方向から平面的に見た場合に、テーパ形状を有することとなる。
本発明では、一対のスペーサ部材は、上述したように配設されているので、レンズアレイユニット(一対のスペーサ部材)を光軸方向から平面的に見た場合に、各対向面は、第1の軸方向(例えば、水平方向)の離間寸法が第2の軸方向(例えば、鉛直方向)に沿って大きくなる、あるいは、小さくなる。すなわち、レンズアレイユニットの空隙部分は、光軸方向から平面的に見た場合に、テーパ形状を有することとなる。
このことにより、第1レンズアレイ、第2レンズアレイ、および一対のスペーサ部材を一体化してレンズアレイユニットを製造する際に、例えば、以下に示すように、実施できる。
すなわち、第1レンズアレイ、第2レンズアレイ、および一対のスペーサ部材にそれぞれ対応したブランク状態の各光学ガラス材料を準備する。
また、製造対象となるレンズアレイユニットを内部に挿通可能とする貫通孔を有し貫通孔の内周面がレンズアレイユニットの外周端部(第1ベース部の外周端部、第2ベース部の外周端部、および一対のスペーサ部材における各対向面と反対側の端面)に相当する金型仕上げ面となる胴型と、レンズアレイユニットの光束射出側の面(第2レンズアレイにおける複数の第2レンズが形成されるレンズ面側の面)に相当する金型仕上げ面を有する上型と、レンズアレイユニットの光束入射側の面(第1レンズアレイにおける複数の第1レンズが形成されるレンズ面側の面)に相当する金型仕上げ面を有する下型とを準備する。
さらに、レンズアレイユニットにおける空隙部分に対応した形状を有しその外周面にて空隙部分の内周面(第1レンズアレイおよび第2レンズアレイの反レンズ面、および一対のスペーサ部材における各対向面)を形成する枕部材を準備する。
そして、枕部材の外周面に上記各光学ガラス材料を当接した状態で各金型(胴型、上型、下型)内部に設置し、各金型を組み合わせる。
この後、上記各光学ガラス材料を加熱しながら、各金型を型締めし、プレス成形を実施する。そして、光学ガラス材料が硬化した後、各金型および枕部材から脱型する。そして、第1レンズアレイ、第2レンズアレイ、および一対のスペーサ部材が一体化されたレンズアレイユニットが製造される。
なお、上記では、空隙部分の内周面を形成する部材として、枕部材を用いていたが、これに限らず、空隙部分に対応した形状を有し、空隙部分にスライドして設置、および空隙部分からスライドして脱型可能とするスライドコアを用いる構成としても構わない。
すなわち、第1レンズアレイ、第2レンズアレイ、および一対のスペーサ部材にそれぞれ対応したブランク状態の各光学ガラス材料を準備する。
また、製造対象となるレンズアレイユニットを内部に挿通可能とする貫通孔を有し貫通孔の内周面がレンズアレイユニットの外周端部(第1ベース部の外周端部、第2ベース部の外周端部、および一対のスペーサ部材における各対向面と反対側の端面)に相当する金型仕上げ面となる胴型と、レンズアレイユニットの光束射出側の面(第2レンズアレイにおける複数の第2レンズが形成されるレンズ面側の面)に相当する金型仕上げ面を有する上型と、レンズアレイユニットの光束入射側の面(第1レンズアレイにおける複数の第1レンズが形成されるレンズ面側の面)に相当する金型仕上げ面を有する下型とを準備する。
さらに、レンズアレイユニットにおける空隙部分に対応した形状を有しその外周面にて空隙部分の内周面(第1レンズアレイおよび第2レンズアレイの反レンズ面、および一対のスペーサ部材における各対向面)を形成する枕部材を準備する。
そして、枕部材の外周面に上記各光学ガラス材料を当接した状態で各金型(胴型、上型、下型)内部に設置し、各金型を組み合わせる。
この後、上記各光学ガラス材料を加熱しながら、各金型を型締めし、プレス成形を実施する。そして、光学ガラス材料が硬化した後、各金型および枕部材から脱型する。そして、第1レンズアレイ、第2レンズアレイ、および一対のスペーサ部材が一体化されたレンズアレイユニットが製造される。
なお、上記では、空隙部分の内周面を形成する部材として、枕部材を用いていたが、これに限らず、空隙部分に対応した形状を有し、空隙部分にスライドして設置、および空隙部分からスライドして脱型可能とするスライドコアを用いる構成としても構わない。
以上のように、レンズアレイユニットの空隙部分が光軸方向から平面的に見た場合にテーパ形状を有しているので、上述したように、枕部材(またはスライドコア)を空隙部分にスライドさせて設置、および枕部材(またはスライドコア)を空隙部分からスライドさせて脱型することができる。このため、第1レンズアレイ、第2レンズアレイ、および一対のスペーサ部材のそれぞれに対応したブランク状態の各光学ガラス材料を枕部材(またはスライドコア)の外周面に当接させることで、第1レンズアレイ、第2レンズアレイ、および一対のスペーサ部材を設計上の位置に位置付けることができ、上述したようにプレス成形を実施することで、設計上の位置にそれぞれ配設された第1レンズアレイ、第2レンズアレイ、および一対のスペーサ部材を一体化して、レンズアレイユニットを容易に製造できる。すなわち、このような構成であれば、上述した製造方法を用いて、第1レンズアレイおよび第2レンズアレイの相互の位置調整を実施することなく、レンズアレイユニットを容易にかつ迅速に製造できる。
本発明のレンズアレイユニットでは、前記空隙部分には、前記空隙部分を構成する前記第1レンズアレイおよび前記第2レンズアレイの内周面の少なくとも一部に熱伝達可能に接続する熱伝導性部材が配設されていることが好ましい。
本発明によれば、空隙部分には熱伝導性部材が配設されているので、光束の照射により第1レンズアレイおよび第2レンズアレイの少なくともいずれかのレンズアレイに生じる熱を熱伝導性部材に放熱できる。このため、第1レンズアレイおよび第2レンズアレイの温度上昇を抑制できる。
また、第1レンズアレイおよび第2レンズアレイの温度上昇を抑制することで、スペーサ部材による第1レンズアレイおよび第2レンズアレイの固定状態を良好に維持できるとともに、第1レンズアレイおよび第2レンズアレイの熱による割れ等を回避できる。
本発明によれば、空隙部分には熱伝導性部材が配設されているので、光束の照射により第1レンズアレイおよび第2レンズアレイの少なくともいずれかのレンズアレイに生じる熱を熱伝導性部材に放熱できる。このため、第1レンズアレイおよび第2レンズアレイの温度上昇を抑制できる。
また、第1レンズアレイおよび第2レンズアレイの温度上昇を抑制することで、スペーサ部材による第1レンズアレイおよび第2レンズアレイの固定状態を良好に維持できるとともに、第1レンズアレイおよび第2レンズアレイの熱による割れ等を回避できる。
本発明のレンズアレイユニットでは、前記熱伝導性部材は、当該レンズアレイユニットを介して射出され被照明領域に照射される有効光を透過させるための開口部を有し枠状に形成されていることが好ましい。
本発明では、熱伝導性部材は、有効光を透過させるための開口部を有し枠状に形成されている。すなわち、熱伝導性部材は、開口部周縁部分にて、レンズアレイユニットを介して射出され被照明領域に照射されない不要光を遮光することとなる。このことにより、不要光が第1レンズアレイおよび第2レンズアレイに照射されることを防止し、第1レンズアレイおよび第2レンズアレイの温度上昇をさらに抑制できる。また、レンズアレイユニットを収納保持する部材に対して、不要光が照射されることも回避でき、前記部材の熱劣化を防止できる。
本発明では、熱伝導性部材は、有効光を透過させるための開口部を有し枠状に形成されている。すなわち、熱伝導性部材は、開口部周縁部分にて、レンズアレイユニットを介して射出され被照明領域に照射されない不要光を遮光することとなる。このことにより、不要光が第1レンズアレイおよび第2レンズアレイに照射されることを防止し、第1レンズアレイおよび第2レンズアレイの温度上昇をさらに抑制できる。また、レンズアレイユニットを収納保持する部材に対して、不要光が照射されることも回避でき、前記部材の熱劣化を防止できる。
本発明のレンズアレイユニットでは、前記スペーサ部材および前記熱伝導性部材は、同一材料で一体的に形成されていることが好ましい。
本発明によれば、スペーサ部材および熱伝導性部材が同一材料で一体的に形成されているので、例えば、スペーサ部材および熱伝導性部材を別部材とする構成と比較して、スペーサ部材および熱伝導性部材を別々に製造する必要がなく、一括して製造できる。また、スペーサ部材および熱伝導性部材が一体的に形成されているので、第1レンズアレイ、第2レンズアレイ、スペーサ部材、および熱伝導性部材の一体化を迅速に実施でき、レンズアレイユニットの製造を容易にかつ迅速に実施できる。
本発明によれば、スペーサ部材および熱伝導性部材が同一材料で一体的に形成されているので、例えば、スペーサ部材および熱伝導性部材を別部材とする構成と比較して、スペーサ部材および熱伝導性部材を別々に製造する必要がなく、一括して製造できる。また、スペーサ部材および熱伝導性部材が一体的に形成されているので、第1レンズアレイ、第2レンズアレイ、スペーサ部材、および熱伝導性部材の一体化を迅速に実施でき、レンズアレイユニットの製造を容易にかつ迅速に実施できる。
本発明の照明光学装置は、光源から射出された光束を複数の部分光束に分割し、前記複数の部分光束を所定の被照明領域上に重畳し前記被照明領域を照明する照明光学装置であって、光源装置と、上述したレンズアレイユニットとを備えていることを特徴とする。
ここで、照明光学装置としては、光源装置および上述したレンズアレイユニットの他、第2レンズアレイとともに複数の部分光束を所定の被照明領域上に重畳する重畳レンズを備えた構成を採用してもよい。また、照明光学装置としては、重畳レンズを含む構成の他、光源装置および上述したレンズアレイユニットで構成し、第2レンズアレイに重畳レンズの機能を付加した構成を採用してもよい。
本発明によれば、照明光学装置は、上述したレンズアレイユニットを備えているので、上述したレンズアレイユニットと同様の作用および効果を享受できる。
ここで、照明光学装置としては、光源装置および上述したレンズアレイユニットの他、第2レンズアレイとともに複数の部分光束を所定の被照明領域上に重畳する重畳レンズを備えた構成を採用してもよい。また、照明光学装置としては、重畳レンズを含む構成の他、光源装置および上述したレンズアレイユニットで構成し、第2レンズアレイに重畳レンズの機能を付加した構成を採用してもよい。
本発明によれば、照明光学装置は、上述したレンズアレイユニットを備えているので、上述したレンズアレイユニットと同様の作用および効果を享受できる。
本発明のプロジェクタは、上述した照明光学装置と、前記照明光学装置からの光束を画像情報に応じて変調する光変調装置と、前記光変調装置にて変調された光束を拡大投射する投射光学装置とを備えていることを特徴とする。
本発明によれば、プロジェクタは、上述した照明光学装置を備えているので、上述した照明光学装置と同様の作用および効果を享受できる。
本発明によれば、プロジェクタは、上述した照明光学装置を備えているので、上述した照明光学装置と同様の作用および効果を享受できる。
本発明のプロジェクタでは、前記照明光学装置および前記光変調装置を内部に収納配置する光学部品用筐体を備え、前記レンズアレイユニットの空隙部分は、鉛直方向に空気を流通可能に構成され、前記光学部品用筐体には、鉛直方向に交差する各端面に、前記レンズアレイユニットの配設位置に対応して前記光学部品用筐体内外に空気を流通可能とする開口部がそれぞれ形成されていることが好ましい。
本発明では、空隙部分が鉛直方向に空気を流通可能に構成され、光学部品用筐体の鉛直方向に交差する各端面にはレンズアレイユニットの配設位置に対応して内外に空気を流通可能とする開口部が形成されている。このことにより、例えば、冷却ファン等により、開口部を介して光学部品用筐体内部に空気を導入する構成とすれば、空隙部分に空気を鉛直方向に流通させ、開口部を介して光学部品用筐体外部に空気を排出できる。このため、光束の照射により第1レンズアレイおよび第2レンズアレイに生じる熱を空隙部分に流通する空気に放熱でき、第1レンズアレイおよび第2レンズアレイの温度上昇を抑制できる。
特に、上述した熱伝導性部材を併用することで、第1レンズアレイおよび第2レンズアレイの温度上昇を効果的に抑制し、上述した光の照度を良好に維持できるという効果を好適に図れる。また、第1レンズアレイおよび第2レンズアレイの温度上昇を効果的に抑制することで、スペーサ部材による第1レンズアレイおよび第2レンズアレイの固定状態を良好に維持できるとともに、第1レンズアレイおよび第2レンズアレイの熱による割れ等を回避できる。
本発明では、空隙部分が鉛直方向に空気を流通可能に構成され、光学部品用筐体の鉛直方向に交差する各端面にはレンズアレイユニットの配設位置に対応して内外に空気を流通可能とする開口部が形成されている。このことにより、例えば、冷却ファン等により、開口部を介して光学部品用筐体内部に空気を導入する構成とすれば、空隙部分に空気を鉛直方向に流通させ、開口部を介して光学部品用筐体外部に空気を排出できる。このため、光束の照射により第1レンズアレイおよび第2レンズアレイに生じる熱を空隙部分に流通する空気に放熱でき、第1レンズアレイおよび第2レンズアレイの温度上昇を抑制できる。
特に、上述した熱伝導性部材を併用することで、第1レンズアレイおよび第2レンズアレイの温度上昇を効果的に抑制し、上述した光の照度を良好に維持できるという効果を好適に図れる。また、第1レンズアレイおよび第2レンズアレイの温度上昇を効果的に抑制することで、スペーサ部材による第1レンズアレイおよび第2レンズアレイの固定状態を良好に維持できるとともに、第1レンズアレイおよび第2レンズアレイの熱による割れ等を回避できる。
本発明のプロジェクタでは、前記スペーサ部材は、一対で構成され、前記第1ベース部および前記第2ベース部間において、鉛直方向に直交する水平方向に互いに対向するように配設され、一対の前記スペーサ部材は、当該レンズアレイユニットへの入射光束の光軸方向に沿って延出する柱形状を有し、互いに対向する各対向面における前記水平方向の離間寸法が前記空気の流通方向に沿って次第に縮小するように配設されていることが好ましい。
本発明では、スペーサ部材は、一対で構成され上述したように配設されているので、レンズアレイユニットの空隙部分は、光軸方向から平面的に見た場合に、空気が導入される開口部分の面積に対して、空気が排出される開口部分の面積が小さい、テーパ形状を有することとなる。このことにより、空隙部分に導入された空気を、空隙部分を構成する内周面(第1ベース部、第2ベース部、および各スペーサ部材の各対向面)全体に亘って流通させることができる。したがって、光束の照射により第1レンズアレイおよび第2レンズアレイに生じる熱を空隙部分に流通する空気に効果的に放熱でき、第1レンズアレイおよび第2レンズアレイの温度上昇を効果的に抑制できる。
本発明では、スペーサ部材は、一対で構成され上述したように配設されているので、レンズアレイユニットの空隙部分は、光軸方向から平面的に見た場合に、空気が導入される開口部分の面積に対して、空気が排出される開口部分の面積が小さい、テーパ形状を有することとなる。このことにより、空隙部分に導入された空気を、空隙部分を構成する内周面(第1ベース部、第2ベース部、および各スペーサ部材の各対向面)全体に亘って流通させることができる。したがって、光束の照射により第1レンズアレイおよび第2レンズアレイに生じる熱を空隙部分に流通する空気に効果的に放熱でき、第1レンズアレイおよび第2レンズアレイの温度上昇を効果的に抑制できる。
本発明のレンズアレイユニットの製造方法は、光源から射出された光束を画像情報に応じて変調する光変調装置を有し前記光変調装置にて変調された光束を拡大投射するプロジェクタに用いられるレンズアレイユニットの製造方法であって、前記レンズアレイユニットは、入射光束を複数の部分光束に分割する複数の第1レンズ、および前記複数の第1レンズが形成される板状の第1ベース部を有する第1レンズアレイと、前記複数の第1レンズに対応し前記複数の部分光束を集光する複数の第2レンズ、および前記複数の第2レンズが形成される板状の第2ベース部を有する第2レンズアレイと、前記第1ベース部および前記第2ベース部間の外周端部側に介在配置されるスペーサ部材とを備え、前記第1レンズアレイおよび前記第2レンズアレイは、前記スペーサ部材により、前記第1ベース部および前記第2ベース部間に空隙部分を有した状態で互いに一体化され、当該製造方法は、前記第1レンズアレイ、前記第2レンズアレイ、および前記スペーサ部材を所定位置に設置する設置工程と、前記第1レンズアレイおよび前記第2レンズアレイのうちいずれか一方のレンズアレイが有するレンズのレンズ光軸に一致させた状態でスポット光束を前記第1レンズアレイおよび前記第2レンズアレイに導入する光束導入工程と、前記第1レンズアレイの前記第1レンズおよび前記第2レンズアレイにおける前記第1レンズに対応した前記第2レンズを介したスポット光束を、前記設置工程にて設置した第2レンズアレイからの離間寸法が前記プロジェクタに搭載される前記第2レンズアレイから前記光変調装置までの設計上の光学的距離と同一の光学的距離を有するように配設され、かつ、前記光変調装置の画像形成領域の中心位置に対応する中心対応位置を規定する中心位置規定情報を有する投影板上に投影させる投影工程と、前記投影板上に投影されたスポット光束の像を確認しながら、前記スポット光束の像が前記中心対応位置に合致するように前記第1レンズアレイおよび前記第2レンズアレイのうちいずれか他方のレンズアレイを移動させ、前記第1レンズアレイおよび前記第2レンズアレイの相互の位置を調整する位置調整工程と、前記スペーサ部材を介して前記第1レンズアレイおよび前記第2レンズアレイを固定する固定工程とを備えていることを特徴とする。
本発明のレンズアレイユニットの製造方法は、上述したレンズアレイユニットを製造する方法であるので、上述したレンズアレイユニットと同様の作用および効果を享受できる。
また、レンズアレイユニットの製造方法は、設置工程と、光束導入工程と、投影工程と、位置調整工程と、固定工程とを備えているので、例えば、以下に示すように実行できる。
先ず、製造対象となるレンズアレイユニットを構成する第1レンズアレイ、第2レンズアレイ、およびスペーサ部材を所定位置に設置する(設置工程)。なお、設置工程としては、第1レンズアレイ、第2レンズアレイ、およびスペーサ部材をそれぞれ別々に設置する工程としてもよいし、あるいは、予めスペーサ部材を第1レンズアレイおよび第2レンズアレイのうちいずれか一方のレンズアレイ(例えば、第2レンズアレイ)の設計上の位置に固定しておき、第1レンズアレイ、およびスペーサ部材が固定された第2レンズアレイをそれぞれ設置する工程としてもよい。
また、レンズアレイユニットの製造方法は、設置工程と、光束導入工程と、投影工程と、位置調整工程と、固定工程とを備えているので、例えば、以下に示すように実行できる。
先ず、製造対象となるレンズアレイユニットを構成する第1レンズアレイ、第2レンズアレイ、およびスペーサ部材を所定位置に設置する(設置工程)。なお、設置工程としては、第1レンズアレイ、第2レンズアレイ、およびスペーサ部材をそれぞれ別々に設置する工程としてもよいし、あるいは、予めスペーサ部材を第1レンズアレイおよび第2レンズアレイのうちいずれか一方のレンズアレイ(例えば、第2レンズアレイ)の設計上の位置に固定しておき、第1レンズアレイ、およびスペーサ部材が固定された第2レンズアレイをそれぞれ設置する工程としてもよい。
次に、第2レンズアレイの複数の第2レンズのうちいずれかの第2レンズのレンズ光軸に一致させた状態でスポット光束を第1レンズアレイおよび第2レンズアレイに導入する(光束導入工程)。
次に、第1レンズアレイおよび第2レンズアレイを介したスポット光束を、設置工程にて設置した第2レンズアレイからの離間寸法がプロジェクタに搭載される第2レンズアレイから光変調装置までの設計上の光学的距離と同一の光学的距離を有するように配設され、かつ、光変調装置の画像形成領域の中心位置に対応する中心対応位置を規定する中心位置規定情報を有する投影板上に投影させる(投影工程)。
次に、第1レンズアレイおよび第2レンズアレイを介したスポット光束を、設置工程にて設置した第2レンズアレイからの離間寸法がプロジェクタに搭載される第2レンズアレイから光変調装置までの設計上の光学的距離と同一の光学的距離を有するように配設され、かつ、光変調装置の画像形成領域の中心位置に対応する中心対応位置を規定する中心位置規定情報を有する投影板上に投影させる(投影工程)。
ここで、第2レンズアレイに対して第1レンズアレイが適切な位置に位置付けられた状態、すなわち、第2レンズのレンズ光軸と該第2レンズに対応する第1レンズのレンズ光軸とが一致した状態では、投影板上に投影されるスポット光束の像は、投影板の中心対応位置に一致する。一方、第2レンズアレイに対して第1レンズアレイが適切ではない位置に位置付けられた状態、すなわち、第2レンズのレンズ光軸と該第2レンズに対応する第1レンズのレンズ光軸とが一致していない状態では、投影板上に投影されるスポット光束の像は、投影板の中心対応位置からずれた位置に位置する。
そして、投影板上に投影されたスポット光束の像を確認しながら、スポット光束の像が中心対応位置に合致するように第1レンズアレイを移動させ、第2レンズアレイに対する第1レンズアレイの位置を調整する(位置調整工程)。
この後、スペーサ部材を介して第1レンズアレイおよび第2レンズアレイを固定する(固定工程)。
なお、上記では、第2レンズアレイに対して第1レンズアレイを移動させて第1レンズアレイおよび第2レンズアレイの相互の位置を調整する記載としたが、これに限らず、第1レンズアレイに対して第2レンズアレイを移動させて第1レンズアレイおよび第2レンズアレイの相互の位置を調整する構成としても構わない。
この後、スペーサ部材を介して第1レンズアレイおよび第2レンズアレイを固定する(固定工程)。
なお、上記では、第2レンズアレイに対して第1レンズアレイを移動させて第1レンズアレイおよび第2レンズアレイの相互の位置を調整する記載としたが、これに限らず、第1レンズアレイに対して第2レンズアレイを移動させて第1レンズアレイおよび第2レンズアレイの相互の位置を調整する構成としても構わない。
以上のような工程により、レンズアレイユニットを製造することで、該レンズアレイユニットをプロジェクタに搭載すれば、第1レンズアレイにて分割された各部分光束を光変調装置の画像形成領域上で略合致させることができ、光変調装置の画像形成領域を均一にかつ明るく照明できる。また、第1レンズアレイおよび第2レンズアレイの相互の位置を調整する際に用いる調整用光束として、スポット光束を用いているので、投影板上に投影されるスポット光束の像を目視でも確認でき、該像を投影板の中心対応位置に合致させるように第1レンズアレイおよび第2レンズアレイの相互の位置を容易に調整できる。
本発明のレンズアレイユニットの製造方法では、前記設置工程は、前記第1レンズアレイおよび前記第2レンズアレイを外形基準にて設計上の所定位置にそれぞれ設置することが好ましい。
本発明によれば、設置工程を実施することで、第1レンズアレイおよび第2レンズアレイを外形基準にて設計上の所定位置にそれぞれ設置できる。すなわち、位置調整工程を実施する前に、第1レンズアレイおよび第2レンズアレイを設計上の位置にそれぞれ設置できるので、位置調整工程では、第1レンズアレイおよび第2レンズアレイの相互の位置を微調整するだけでよく、レンズアレイユニットの製造を迅速に実施できる。
本発明によれば、設置工程を実施することで、第1レンズアレイおよび第2レンズアレイを外形基準にて設計上の所定位置にそれぞれ設置できる。すなわち、位置調整工程を実施する前に、第1レンズアレイおよび第2レンズアレイを設計上の位置にそれぞれ設置できるので、位置調整工程では、第1レンズアレイおよび第2レンズアレイの相互の位置を微調整するだけでよく、レンズアレイユニットの製造を迅速に実施できる。
[第1実施形態]
以下、本発明の第1実施形態を図面に基づいて説明する。
〔プロジェクタの概略構成〕
図1は、プロジェクタ1の概略構成を模式的に示す図である。
プロジェクタ1は、光源から射出される光束を画像情報に応じて変調してカラー画像(光学像)を形成し、このカラー画像をスクリーン(図示略)上に拡大投射するものである。このプロジェクタ1は、図1に示すように、略直方体状の外装筺体2と、投射光学装置としての投射レンズ3と、光学ユニット4等を備える。
なお、図1において、具体的な図示は省略したが、外装筺体2内において、投射レンズ3および光学ユニット4以外の空間には、プロジェクタ1内部の各構成部材に電力を供給する電源ユニット、プロジェクタ1内部の各構成部材を冷却する冷却ファン等を含んで構成される冷却装置、およびプロジェクタ1内部の各構成部材を制御する制御装置等が配置されるものとする。
投射レンズ3は、筒状の鏡筒内に複数のレンズが収納された組レンズとして構成され、光学ユニット4にて形成されたカラー画像をスクリーン上に拡大投射する。
以下、本発明の第1実施形態を図面に基づいて説明する。
〔プロジェクタの概略構成〕
図1は、プロジェクタ1の概略構成を模式的に示す図である。
プロジェクタ1は、光源から射出される光束を画像情報に応じて変調してカラー画像(光学像)を形成し、このカラー画像をスクリーン(図示略)上に拡大投射するものである。このプロジェクタ1は、図1に示すように、略直方体状の外装筺体2と、投射光学装置としての投射レンズ3と、光学ユニット4等を備える。
なお、図1において、具体的な図示は省略したが、外装筺体2内において、投射レンズ3および光学ユニット4以外の空間には、プロジェクタ1内部の各構成部材に電力を供給する電源ユニット、プロジェクタ1内部の各構成部材を冷却する冷却ファン等を含んで構成される冷却装置、およびプロジェクタ1内部の各構成部材を制御する制御装置等が配置されるものとする。
投射レンズ3は、筒状の鏡筒内に複数のレンズが収納された組レンズとして構成され、光学ユニット4にて形成されたカラー画像をスクリーン上に拡大投射する。
〔光学ユニットの詳細な説明〕
光学ユニット4は、図1に示すように、外装筺体2の背面に沿って延出するとともに、外装筺体2の側面に沿って延出する平面視略L字形状を有し、前記制御装置による制御の下、光源から射出された光束を光学的に処理して画像情報に対応したカラー画像を形成するユニットである。この光学ユニット4は、図1に示すように、照明光学装置5と、色分離光学装置41と、リレー光学装置42と、光学装置43と、光学部品用筐体44とを備える。
光学ユニット4は、図1に示すように、外装筺体2の背面に沿って延出するとともに、外装筺体2の側面に沿って延出する平面視略L字形状を有し、前記制御装置による制御の下、光源から射出された光束を光学的に処理して画像情報に対応したカラー画像を形成するユニットである。この光学ユニット4は、図1に示すように、照明光学装置5と、色分離光学装置41と、リレー光学装置42と、光学装置43と、光学部品用筐体44とを備える。
照明光学装置5は、光源から射出された光束を複数の部分光束に分割するとともに、これら複数の部分光束を略1種類の偏光光束に揃えて射出し、光学装置43を構成する後述する3枚の液晶パネルの画像形成領域(被照明領域)をほぼ均一に照明する。
なお、この照明光学装置5の詳細な構成については、後述する。
なお、この照明光学装置5の詳細な構成については、後述する。
色分離光学装置41は、2枚のダイクロイックミラー411,412と、反射ミラー413とを備え、ダイクロイックミラー411,412により照明光学装置5から射出された複数の部分光束を、赤、緑、青の3色の色光に分離する機能を有している。
リレー光学装置42は、図1に示すように、入射側レンズ421、リレーレンズ423、および反射ミラー422,424を備え、色分離光学装置41で分離された赤色光を光学装置43の後述する赤色光用の液晶パネルまで導く機能を有している。
リレー光学装置42は、図1に示すように、入射側レンズ421、リレーレンズ423、および反射ミラー422,424を備え、色分離光学装置41で分離された赤色光を光学装置43の後述する赤色光用の液晶パネルまで導く機能を有している。
この際、色分離光学装置41のダイクロイックミラー411では、照明光学装置5から射出された光束の青色光成分が反射するとともに、赤色光成分と緑色光成分とが透過する。ダイクロイックミラー411によって反射した青色光は、反射ミラー413で反射し、フィールドレンズ50を通って光学装置43の後述する青色光用の液晶パネルに達する。
このフィールドレンズ50は、照明光学装置5から射出された各部分光束をその中心軸(主光線)に対して平行な光束に変換する。他の緑色光用、赤色光用の液晶パネルの光束入射側に設けられたフィールドレンズ50も同様である。
このフィールドレンズ50は、照明光学装置5から射出された各部分光束をその中心軸(主光線)に対して平行な光束に変換する。他の緑色光用、赤色光用の液晶パネルの光束入射側に設けられたフィールドレンズ50も同様である。
ダイクロイックミラー411を透過した赤色光と緑色光のうちで、緑色光はダイクロイックミラー412によって反射し、フィールドレンズ50を通って光学装置43の後述する緑色光用の液晶パネルに達する。一方、赤色光はダイクロイックミラー412を透過してリレー光学装置42を通り、さらにフィールドレンズ50を通って光学装置43の後述する赤色光用の液晶パネルに達する。
なお、赤色光にリレー光学装置42が用いられているのは、赤色光の光路の長さが他の色光の光路の長さよりも長いため、光の発散等による光の利用効率の低下を防止するためである。すなわち、入射側レンズ421に入射した部分光束をそのまま、フィールドレンズ50に伝えるためである。
なお、赤色光にリレー光学装置42が用いられているのは、赤色光の光路の長さが他の色光の光路の長さよりも長いため、光の発散等による光の利用効率の低下を防止するためである。すなわち、入射側レンズ421に入射した部分光束をそのまま、フィールドレンズ50に伝えるためである。
光学装置43は、光変調装置としての3枚の液晶パネル431(赤色光用の液晶パネルを431R、緑色光用の液晶パネルを431G、青色光用の液晶パネルを431Bとする)と、これら液晶パネル431の光束入射側および光束射出側にそれぞれ配置される入射側偏光板432および射出側偏光板433と、クロスダイクロイックプリズム434とを備える。
入射側偏光板432は、色分離光学装置41で分離された各色光のうち、照明光学装置5で揃えられた偏光方向と略同一方向の偏光方向を有する偏光光のみ透過させ、その他の光束を吸収するものであり、具体的な図示は省略するが、透光性基板上に偏光膜が貼付されて構成されている。
液晶パネル431は、一対の透明ガラス基板に電気光学物質である液晶が密閉封入された構成を有し、前記制御装置による制御の下、画像情報に応じて画像形成領域内にある前記液晶の配向状態を制御し、入射側偏光板432から射出された偏光光束の偏光方向を変調する。
射出側偏光板433は、入射側偏光板432と略同様の構成を有し、液晶パネル431の画像形成領域から射出された光束のみ透過させ、その他の光束を吸収する。
液晶パネル431は、一対の透明ガラス基板に電気光学物質である液晶が密閉封入された構成を有し、前記制御装置による制御の下、画像情報に応じて画像形成領域内にある前記液晶の配向状態を制御し、入射側偏光板432から射出された偏光光束の偏光方向を変調する。
射出側偏光板433は、入射側偏光板432と略同様の構成を有し、液晶パネル431の画像形成領域から射出された光束のみ透過させ、その他の光束を吸収する。
クロスダイクロイックプリズム434は、射出側偏光板433から射出された色光毎に変調された各色光を合成してカラー画像を形成する。このクロスダイクロイックプリズム434は、4つの直角プリズムを貼り合わせた平面視略正方形状をなし、直角プリズム同士を貼り合わせた界面には、2つの誘電体多層膜が形成されている。これら誘電体多層膜は、液晶パネル431Gから射出され射出側偏光板433を介した色光を透過し、液晶パネル431R,451Bから射出され射出側偏光板433を介した各色光を反射する。このようにして、各色光が合成されてカラー画像が形成される。そして、クロスダイクロイックプリズム434で形成されたカラー画像は、上述した投射レンズ3によりスクリーン等へ拡大投射される。
光学部品用筐体44は、内部に所定の照明光軸A(図1)が設定され、上述した各光学部品5,41〜43を照明光軸Aに対する所定位置に収納配置する。この光学部品用筐体44は、各光学部品5,41〜43を内部に収納配置する容器状の部品収納部441(図1、図5、図6参照)と、部品収納部441の開口部分を閉塞する蓋状部材442(図6参照)とを備える。
なお、光学部品用筐体44において、照明光学装置5(後述するレンズアレイユニット)を収納配置する部分(部品収納部441、蓋状部材442)の構造(位置決め構造)については、照明光学装置5(後述するレンズアレイユニット)と同時に説明する。
なお、光学部品用筐体44において、照明光学装置5(後述するレンズアレイユニット)を収納配置する部分(部品収納部441、蓋状部材442)の構造(位置決め構造)については、照明光学装置5(後述するレンズアレイユニット)と同時に説明する。
〔照明光学装置の構成〕
図2は、照明光学装置5の構成を上方側から見た模式図である。
照明光学装置5は、図1または図2に示すように、光源装置6と、レンズアレイユニット7と、偏光変換装置8と、重畳レンズ9とを備える。
図2は、照明光学装置5の構成を上方側から見た模式図である。
照明光学装置5は、図1または図2に示すように、光源装置6と、レンズアレイユニット7と、偏光変換装置8と、重畳レンズ9とを備える。
光源装置6は、前記制御装置による制御の下、点灯し、光束を射出する。この光源装置6は、図1または図2に示すように、光源ランプ611およびリフレクタ612を有する光源装置本体61と、平行化レンズ613と、これら各部材611〜613を内部に収納するランプハウジング614(図1)とを備える。そして、光源ランプ611から射出された放射状の光束は、リフレクタ612にて反射され、平行化レンズ613を介して平行光とされる。
なお、図1では、リフレクタ612を、楕円面リフレクタとして構成していたが、これに限らず、光源ランプ611から射出された光束を略平行光として反射するパラボラリフレクタとして構成しても構わない。この場合には、平行化レンズ613を省略する。
なお、図1では、リフレクタ612を、楕円面リフレクタとして構成していたが、これに限らず、光源ランプ611から射出された光束を略平行光として反射するパラボラリフレクタとして構成しても構わない。この場合には、平行化レンズ613を省略する。
レンズアレイユニット7は、具体的な構成は後述するが、図2に示すように、第1レンズアレイ71と、第2レンズアレイ72とがスペーサ部材73により一体化された構造を有する。
第1レンズアレイ71は、入射光軸から見て略矩形状の輪郭を有する複数の第1レンズ71Aが、入射光軸に対し略直交する面内において配列された構成を有する。そして、第1レンズアレイ71は、光源装置6から射出される光束を複数の部分光束に分割する。
第2レンズアレイ72は、第1レンズアレイ71と略同様な構成を有しており、複数の第2レンズ72Aが入射光軸に対して略直交する面内において配列された構成を有している。そして、第2レンズアレイ72は、重畳レンズ9とともに、第1レンズアレイ71の各第1レンズ71Aの像を光学装置43の各液晶パネル431上に結像させる。
第1レンズアレイ71は、入射光軸から見て略矩形状の輪郭を有する複数の第1レンズ71Aが、入射光軸に対し略直交する面内において配列された構成を有する。そして、第1レンズアレイ71は、光源装置6から射出される光束を複数の部分光束に分割する。
第2レンズアレイ72は、第1レンズアレイ71と略同様な構成を有しており、複数の第2レンズ72Aが入射光軸に対して略直交する面内において配列された構成を有している。そして、第2レンズアレイ72は、重畳レンズ9とともに、第1レンズアレイ71の各第1レンズ71Aの像を光学装置43の各液晶パネル431上に結像させる。
偏光変換装置8は、レンズアレイユニット7と重畳レンズ9との間に配置され、第2レンズアレイ72からの光を略1種類の偏光光に変換する。これにより、光学装置43での光の利用効率が高められている。具体的に、この偏光変換装置8は、図2に示すように、遮光マスク81と、偏光変換装置本体82とを備える。
遮光マスク81は、図2に示すように、偏光変換装置本体82の光束入射側に配置され、第2レンズアレイ72の複数の第2レンズ72Aに対応して、複数の開口部811が帯状に形成された板状部材である。そして、この遮光マスク81は、第2レンズアレイ72から射出された光束のうち、無効な偏光光を生成する光束、すなわち、偏光変換装置本体82の後述する反射膜に入射する光束を遮断する。
遮光マスク81は、図2に示すように、偏光変換装置本体82の光束入射側に配置され、第2レンズアレイ72の複数の第2レンズ72Aに対応して、複数の開口部811が帯状に形成された板状部材である。そして、この遮光マスク81は、第2レンズアレイ72から射出された光束のうち、無効な偏光光を生成する光束、すなわち、偏光変換装置本体82の後述する反射膜に入射する光束を遮断する。
偏光変換装置本体82は、入射する多種類のランダムな偏光光を有する光束を略1種類の直線偏光光に変換して射出する。この偏光変換装置本体82は、図2に示すように、入射光束に対して傾斜配置された複数の偏光分離膜821A、各偏光分離膜821Aの間に交互に並行配置された反射膜821B、および、これらの偏光分離膜821Aおよび反射膜821Bの間に介在配置された板ガラス821Cを有する偏光変換素子アレイ821と、この偏光変換素子アレイ821の光束射出側に配設され、入射光束の位相をπずらす位相差板822とを備える。
そして、第2レンズアレイ72から射出される複数の部分光束が偏光変換装置8に入射されると、遮光マスク81にて無効な偏光光を生成する光束が遮断され、偏光変換素子アレイ821の偏光分離膜821AにてP偏光光およびS偏光光に分離される。すなわち、P偏光光は偏光分離膜821Aを透過し、S偏光光は偏光分離膜821Aで反射して光路が略90°偏向される。偏光分離膜821Aで反射したS偏光光は、反射膜821Bで反射され、再度、光路が略90°偏向され、偏光変換装置8への入射方向と略同一方向に進む。また、偏光分離膜821Aを透過したP偏光光は、位相差板822に入射し、位相をπずらされてS偏光光として射出される。したがって、偏光変換装置8から射出される光束は、略1種類のS偏光光となる。
重畳レンズ9は、レンズアレイユニット7および偏光変換装置8を経た複数の部分光束を集光して液晶パネル431の画像形成領域上に重畳させる光学素子である。そして、この重畳レンズ9から射出された光束は、色分離光学装置41に射出される。
〔レンズアレイユニットの構成〕
図3および図4は、レンズアレイユニット7の構成を示す図である。具体的に、図3は、レンズアレイユニット7を光束入射側から見た斜視図である。図4は、図3の分解斜視図である。なお、図3および図4では、説明の便宜上、レンズアレイユニット7に入射される光束の光軸をZ軸とし、該Z軸に直交する2軸をX軸(水平軸)、Y軸(鉛直軸)とする。
第1レンズアレイ71は、光学ガラス材料(例えば、白板ガラス、BK7等)を金型でプレス成形することにより製造された成形品である。この第1レンズアレイ71は、図3または図4に示すように、第1ベース部711と、第1レンズ部712とを備える。
第1ベース部711は、図3または図4に示すように、平面視略矩形形状を有する板体で構成され、一方の面(光束入射側端面)が第1レンズ部712の形成されるレンズ面7111とされ、他方の面(光束射出側端面)が略平坦状の反レンズ面7112とされている。
図3および図4は、レンズアレイユニット7の構成を示す図である。具体的に、図3は、レンズアレイユニット7を光束入射側から見た斜視図である。図4は、図3の分解斜視図である。なお、図3および図4では、説明の便宜上、レンズアレイユニット7に入射される光束の光軸をZ軸とし、該Z軸に直交する2軸をX軸(水平軸)、Y軸(鉛直軸)とする。
第1レンズアレイ71は、光学ガラス材料(例えば、白板ガラス、BK7等)を金型でプレス成形することにより製造された成形品である。この第1レンズアレイ71は、図3または図4に示すように、第1ベース部711と、第1レンズ部712とを備える。
第1ベース部711は、図3または図4に示すように、平面視略矩形形状を有する板体で構成され、一方の面(光束入射側端面)が第1レンズ部712の形成されるレンズ面7111とされ、他方の面(光束射出側端面)が略平坦状の反レンズ面7112とされている。
第1レンズ部712は、第1ベース部711におけるレンズ面7111の略中央部分に膨出するように形成され、光源装置6から射出された光束を複数の部分光束に分割する複数の第1レンズ71Aで構成されている。
これら複数の第1レンズ71Aは、本実施形態では、図3または図4に示すように、略中央部分に位置しマトリクス状(行を横一並びの要素、列を縦一並びの要素とすると4行×6列)に配列形成された24個の第1レンズ71Aと、前記24個の第1レンズ71Aのうち外周側に位置する各第1レンズ71Aの矩形状の端縁にそれぞれ連接する20個の第1レンズ71Aとで構成され、全体として平面視略円形状を有する。また、各第1レンズ71Aは、断面略円弧状に形成され、互いの接続部分に段差を生じさせないように連接されている。
これら複数の第1レンズ71Aは、本実施形態では、図3または図4に示すように、略中央部分に位置しマトリクス状(行を横一並びの要素、列を縦一並びの要素とすると4行×6列)に配列形成された24個の第1レンズ71Aと、前記24個の第1レンズ71Aのうち外周側に位置する各第1レンズ71Aの矩形状の端縁にそれぞれ連接する20個の第1レンズ71Aとで構成され、全体として平面視略円形状を有する。また、各第1レンズ71Aは、断面略円弧状に形成され、互いの接続部分に段差を生じさせないように連接されている。
第2レンズアレイ72は、上述した第1レンズアレイ71と同様に、光学ガラス材料(例えば、白板ガラス、BK7等)を金型でプレス成形することにより製造された成形品である。なお、本実施形態では、第2レンズアレイ72は、第1レンズアレイ71と同一の材料にて構成している。また、第2レンズアレイ72は、上述した第1レンズアレイ71と略同様の構造を有し、第1レンズアレイ71における第1ベース部711(レンズ面7111および反レンズ面7112)、および第1レンズ部712に相当する、第2ベース部721(レンズ面7211および反レンズ面7212)、および第2レンズ部722を有する。
なお、具体的な図示は省略したが、第2レンズ部722は、上述した第1レンズアレイ71の第1レンズ部712(複数の第1レンズ71A)に対応して形成されたものであり、第1レンズ部712と同様に、本実施形態では、略中央部分に位置しマトリクス状(4行×6列)に配列形成された24個の第2レンズ72Aと、前記24個の第2レンズ72Aのうち外周側に位置する各第2レンズ72Aの矩形状の端縁にそれぞれ連接する20個の第2レンズ72Aとで構成されているものである。
また、第2レンズ部722の各第2レンズ72Aの配列は、第1レンズアレイ71における各第1レンズ71Aの配列と対応しているが、その大きさは第1レンズ71Aと同一である必要はない。
また、第2レンズ部722の各第2レンズ72Aの配列は、第1レンズアレイ71における各第1レンズ71Aの配列と対応しているが、その大きさは第1レンズ71Aと同一である必要はない。
以上説明した、第1レンズアレイ71としては、例えば、以下に示す製法(精密モールド製法)により、製造することが好ましい。なお、第2レンズアレイ72についても、同様である。
すなわち、レンズ面7111および反レンズ面7112に相当する面を研磨した光学ガラス材料と、第1レンズアレイ71を内部に挿通可能とする貫通孔を有し該貫通孔の内周面が第1レンズアレイ71(第1ベース部711)の外周面に相当する金型仕上げ面となる胴型と、レンズ面7111側の面に相当する金型仕上げ面を有する上型と、反レンズ面7112側の面に相当する金型仕上げ面を有する下型とを準備する。そして、各金型(胴型、上型、下型)内部に上記光学ガラス材料を設置し、各金型を組み合わせる。
すなわち、レンズ面7111および反レンズ面7112に相当する面を研磨した光学ガラス材料と、第1レンズアレイ71を内部に挿通可能とする貫通孔を有し該貫通孔の内周面が第1レンズアレイ71(第1ベース部711)の外周面に相当する金型仕上げ面となる胴型と、レンズ面7111側の面に相当する金型仕上げ面を有する上型と、反レンズ面7112側の面に相当する金型仕上げ面を有する下型とを準備する。そして、各金型(胴型、上型、下型)内部に上記光学ガラス材料を設置し、各金型を組み合わせる。
この後、上記光学ガラス材料のレンズ面7111に相当する面側、および反レンズ面7112に相当する面側等を、直接、あるいは、各金型を介してヒータ等により所定の温度(例えば、上記光学ガラス材料が軟化する温度)に加熱しながら、各金型を型締めし、プレス成形を実施する。
そして、例えば、徐冷炉等で徐々に冷却し、上記光学ガラス材料が硬化した後、各金型から脱型する。
最後に、脱型した光学ガラス材料(第1レンズアレイ71)の外面に対して反射防止処理、例えば、反射防止膜を形成する。本実施形態では、第1レンズアレイ71および第2レンズアレイ72をそれぞれ単品状態で一般的な反射防止処理を施すことができるので、特殊な反射防止処理を採用する必要がない。
そして、例えば、徐冷炉等で徐々に冷却し、上記光学ガラス材料が硬化した後、各金型から脱型する。
最後に、脱型した光学ガラス材料(第1レンズアレイ71)の外面に対して反射防止処理、例えば、反射防止膜を形成する。本実施形態では、第1レンズアレイ71および第2レンズアレイ72をそれぞれ単品状態で一般的な反射防止処理を施すことができるので、特殊な反射防止処理を採用する必要がない。
また、本実施形態では、第1レンズアレイ71および第2レンズアレイ72は、上述した製法にて製造される際、熱容量を小さくするために、必要最低限の厚み寸法(光軸方向の厚み寸法)となるように製造されている。
スペーサ部材73は、図3または図4に示すように、第1レンズアレイ71における第1ベース部711、および第2レンズアレイ72における第2ベース部721間に介在配置され、第1レンズアレイ71および第2レンズアレイ72を互いに一体化する部材である。このスペーサ部材73は、図3または図4に示すように、第1スペーサ部材731および第2スペーサ部材732の一対で構成されている。
これら各スペーサ部材731,732は、図3または図4に示すように、同一の形状を有し、鉛直方向の長さ寸法が第1ベース部711および第2ベース部721の鉛直方向の長さ寸法と略同一となる直方体状に形成されている。そして、各スペーサ部材731,732は、図3または図4に示すように、第1ベース部711および第2ベース部721間の左右方向(X軸方向)両端部側に、各スペーサ部材731,732の鉛直方向両端部が第1ベース部711および第2ベース部721のいずれか一方(例えば、第2ベース部721)の鉛直方向両端部と略面一となる状態で、互いに対向するように配設される。より具体的に、各スペーサ部材731,732は、互いに対向する各対向面731A,732Aが図3または図4中、YZ平面に平行するように配設されている。また、各スペーサ部材731,732は、第1レンズアレイ71および第2レンズアレイ72を介して射出される光束のうち液晶パネル431の画像形成領域に照射される有効光に干渉しない位置に配設されている。そして、本実施形態では、図3または図4に示すように、各スペーサ部材731,732は、光軸方向から平面的に見て、その一部が第1ベース部711および第2ベース部721の左右方向両端部から所定寸法、突出するように配設されている。
以上説明した、各スペーサ部材731,732は、上述した第1レンズアレイ71および第2レンズアレイ72と同様に、光学ガラス材料(例えば、白板ガラス、BK7等)を金型でプレス成形することにより製造された成型品である。なお、本実施形態では、各スペーサ部材731,732は、上述した第1レンズアレイ71および第2レンズアレイ72と同一の材料にて構成している。
以上説明した、各スペーサ部材731,732は、上述した第1レンズアレイ71および第2レンズアレイ72と同様に、光学ガラス材料(例えば、白板ガラス、BK7等)を金型でプレス成形することにより製造された成型品である。なお、本実施形態では、各スペーサ部材731,732は、上述した第1レンズアレイ71および第2レンズアレイ72と同一の材料にて構成している。
そして、上述した第1レンズアレイ71および第2レンズアレイ72は、各スペーサ部材731,732が第1ベース部711の反レンズ面7112、および第2ベース部721の反レンズ面7212に当接し固定されて一体化することでレンズアレイユニット7が構成される。
また、レンズアレイユニット7を構成した状態では、図3に示すように、第1ベース部711および第2ベース部721同士が各スペーサ部材731,732の光軸方向(Z軸方向)の長さ寸法分、離間した状態となり、第1ベース部711、第2ベース部721、および各スペーサ部材731,732の各対向面731A,732Aとで鉛直方向(図3中、Y軸方向)に貫通し空気を流通可能とする空隙部分7Aが形成される。
また、レンズアレイユニット7を構成した状態では、図3に示すように、第1ベース部711および第2ベース部721同士が各スペーサ部材731,732の光軸方向(Z軸方向)の長さ寸法分、離間した状態となり、第1ベース部711、第2ベース部721、および各スペーサ部材731,732の各対向面731A,732Aとで鉛直方向(図3中、Y軸方向)に貫通し空気を流通可能とする空隙部分7Aが形成される。
〔レンズアレイユニットの位置決め構造〕
次に、光学部品用筐体44に対するレンズアレイユニット7の位置決め構造を説明する。
図5および図6は、光学部品用筐体44に対するレンズアレイユニット7の位置決め構造を説明するための図である。具体的に、図5は、光学部品用筐体44に対するレンズアレイユニット7の位置決め構造を上方側(+Y軸方向側)から見た図である。図6は、光学部品用筐体44に対するレンズアレイユニット7の位置決め構造を側方(+X軸方向側)から見た断面図である。
次に、光学部品用筐体44に対するレンズアレイユニット7の位置決め構造を説明する。
図5および図6は、光学部品用筐体44に対するレンズアレイユニット7の位置決め構造を説明するための図である。具体的に、図5は、光学部品用筐体44に対するレンズアレイユニット7の位置決め構造を上方側(+Y軸方向側)から見た図である。図6は、光学部品用筐体44に対するレンズアレイユニット7の位置決め構造を側方(+X軸方向側)から見た断面図である。
上述したようにレンズアレイユニット7を構成した状態では、以下の各部位が、光学部品用筐体44に対する位置決め面として機能する。
すなわち、スペーサ部材73において、図3または図5に示すように、光軸方向から見て、第1ベース部711および第2ベース部721の左右方向両端部から突出した平面視コ字状の外面部分が光学部品用筐体44に対してレンズアレイユニット7の光軸方向(図3または図5中、Z軸方向)、および光軸方向に直交する左右方向(図3または図5中、X軸方向)の位置を規定する第1の位置決め面7P1として機能する。
また、第2レンズアレイ72およびスペーサ部材73において、図3または図6に示すように、鉛直方向両端部(図3または図6中、Y軸方向両端部)が光学部品用筐体44に対してレンズアレイユニット7の鉛直方向の位置を規定する第2の位置決め面7P21(図6)、7P22として機能する。
すなわち、スペーサ部材73において、図3または図5に示すように、光軸方向から見て、第1ベース部711および第2ベース部721の左右方向両端部から突出した平面視コ字状の外面部分が光学部品用筐体44に対してレンズアレイユニット7の光軸方向(図3または図5中、Z軸方向)、および光軸方向に直交する左右方向(図3または図5中、X軸方向)の位置を規定する第1の位置決め面7P1として機能する。
また、第2レンズアレイ72およびスペーサ部材73において、図3または図6に示すように、鉛直方向両端部(図3または図6中、Y軸方向両端部)が光学部品用筐体44に対してレンズアレイユニット7の鉛直方向の位置を規定する第2の位置決め面7P21(図6)、7P22として機能する。
ここで、光学部品用筐体44には、以下に示すように、上述したレンズアレイユニット7を所定位置に位置決めする位置決め構造が形成されている。
すなわち、光学部品用筐体44において、部品収納部441の側面内側には、図5に示すように、レンズアレイユニット7の配設位置に対応して、レンズアレイユニット7を支持する一対の側方側支持部4411が形成されている。
より具体的に、一対の側方側支持部4411は、図5に示すように、部品収納部441の側面内側から互いに近接する方向に突出し、レンズアレイユニット7の各スペーサ部材73の突出部分をそれぞれ嵌合可能とする平面視コ字形状を有する。そして、一対の側方側支持部4411において、各スペーサ部材73の第1の位置決め面7P1が当接するコ字状内周面4411Aは、コ字状基端部分がYZ平面に平行に延出して平坦状に形成され、コ字状先端部分がXY平面に平行に延出して平坦状に形成され、光学部品用筐体44に対してレンズアレイユニット7の光軸方向、および光軸方向に直交する左右方向の位置を規定する第1の外形位置基準面として機能する。
すなわち、光学部品用筐体44において、部品収納部441の側面内側には、図5に示すように、レンズアレイユニット7の配設位置に対応して、レンズアレイユニット7を支持する一対の側方側支持部4411が形成されている。
より具体的に、一対の側方側支持部4411は、図5に示すように、部品収納部441の側面内側から互いに近接する方向に突出し、レンズアレイユニット7の各スペーサ部材73の突出部分をそれぞれ嵌合可能とする平面視コ字形状を有する。そして、一対の側方側支持部4411において、各スペーサ部材73の第1の位置決め面7P1が当接するコ字状内周面4411Aは、コ字状基端部分がYZ平面に平行に延出して平坦状に形成され、コ字状先端部分がXY平面に平行に延出して平坦状に形成され、光学部品用筐体44に対してレンズアレイユニット7の光軸方向、および光軸方向に直交する左右方向の位置を規定する第1の外形位置基準面として機能する。
ここで、一対の側方側支持部4411は、部品収納部441における側面内側からの各突出方向先端部分のうち互いに対向する各先端部分間の離間寸法(図5中、X軸方向の離間寸法)が第1ベース部711および第2ベース部721の左右方向(X軸方向)の外形寸法よりも大きくなるように形成されている。すなわち、図5に示すように、レンズアレイユニット7を側方側支持部4411に支持させた状態では、第1ベース部711および第2ベース部721の左右方向両端部と側方側支持部4411における各突出方向先端部分との間に所定の隙間が形成される。
また、光学部品用筐体44において、部品収納部441の底面には、図6に示すように、レンズアレイユニット7の配設位置に対応して、レンズアレイユニット7を支持する第1の鉛直方向支持部4412が形成されている。
より具体的に、第1の鉛直方向支持部4412は、図6に示すように、厚み方向に窪む凹状に形成され、レンズアレイユニット7の光束射出側(第2レンズアレイ72およびスペーサ部材73)における下方側端部を下方側から支持する部位である。
この第1の鉛直方向支持部4412において、第2レンズアレイ72およびスペーサ部材73に当接する部位4412Aは、図6に示すように、XZ平面に平行に延出する平坦状に形成され、レンズアレイユニット7の下方側の第2の位置決め面7P21が当接し、光学部品用筐体44に対してレンズアレイユニット7の鉛直方向の位置を規定する第2の外形位置基準面として機能する。
より具体的に、第1の鉛直方向支持部4412は、図6に示すように、厚み方向に窪む凹状に形成され、レンズアレイユニット7の光束射出側(第2レンズアレイ72およびスペーサ部材73)における下方側端部を下方側から支持する部位である。
この第1の鉛直方向支持部4412において、第2レンズアレイ72およびスペーサ部材73に当接する部位4412Aは、図6に示すように、XZ平面に平行に延出する平坦状に形成され、レンズアレイユニット7の下方側の第2の位置決め面7P21が当接し、光学部品用筐体44に対してレンズアレイユニット7の鉛直方向の位置を規定する第2の外形位置基準面として機能する。
また、部品収納部441の底面には、図6に示すように、レンズアレイユニット7を第1の鉛直方向支持部4412に支持させた状態で、第1レンズアレイ71の下方側に対応する位置には、厚み方向に窪む凹部4413が形成されている。そして、凹部4413は、図6に示すように、その底面が第1の鉛直方向支持部4412の底面よりも下方側に位置するように形成されている。すなわち、図6に示すように、レンズアレイユニット7を第1の鉛直方向支持部4412に支持させた状態では、レンズアレイユニット7における第1レンズアレイ71の下方側端部と凹部4413の底面部分との間に所定の隙間が形成される。
さらに、部品収納部441の底面には、図6に示すように、第1の鉛直方向支持部4412および凹部4413の間に内外を貫通する開口部4414が形成されている。すなわち、この開口部4414は、レンズアレイユニット7を第1の鉛直方向支持部4412に支持させた状態では、図6に示すように、レンズアレイユニット7の空隙部分7Aの下方側開口部分に対向し、該開口部4414を介して光学部品用筐体44外部の空気を空隙部分7Aに導入可能とする。
さらに、光学部品用筐体44において、蓋状部材442の裏面(部品収納部441に対向する側の端面)には、図6に示すように、レンズアレイユニット7の配設位置に対応して、レンズアレイユニット7を支持する第2の鉛直方向支持部4421が形成されている。
より具体的に、第2の鉛直方向支持部4421は、図6に示すように、厚み方向に窪む凹状に形成され、レンズアレイユニット7の光束射出側(第2レンズアレイ72およびスペーサ部材73)における上方側端部に当接しレンズアレイユニット7を第1の鉛直方向支持部4412とともに鉛直方向に挟持固定する部位である。
この第2の鉛直方向支持部4421において、第2レンズアレイ72およびスペーサ部材73に当接する部位4421Aは、第1の鉛直方向支持部4412と同様に、図6に示すように、XZ平面に平行に延出する平坦状に形成され、レンズアレイユニット7の上方側の第2の位置決め面7P22が当接し、光学部品用筐体44に対してレンズアレイユニット7の鉛直方向の位置を規定する第2の外形位置基準面として機能する。
すなわち、部品収納部441に対して蓋状部材442を取り付けることで、第1の鉛直方向支持部4412(第2の外形位置基準面4412A)および第2の鉛直方向支持部4421(第2の外形位置基準面4421A)により第2レンズアレイ72およびスペーサ部材73(第2の位置決め面7P21,7P22)が鉛直方向に挟持固定され、光学部品用筐体44に対してレンズアレイユニット7の鉛直方向の位置が規定されることとなる。
より具体的に、第2の鉛直方向支持部4421は、図6に示すように、厚み方向に窪む凹状に形成され、レンズアレイユニット7の光束射出側(第2レンズアレイ72およびスペーサ部材73)における上方側端部に当接しレンズアレイユニット7を第1の鉛直方向支持部4412とともに鉛直方向に挟持固定する部位である。
この第2の鉛直方向支持部4421において、第2レンズアレイ72およびスペーサ部材73に当接する部位4421Aは、第1の鉛直方向支持部4412と同様に、図6に示すように、XZ平面に平行に延出する平坦状に形成され、レンズアレイユニット7の上方側の第2の位置決め面7P22が当接し、光学部品用筐体44に対してレンズアレイユニット7の鉛直方向の位置を規定する第2の外形位置基準面として機能する。
すなわち、部品収納部441に対して蓋状部材442を取り付けることで、第1の鉛直方向支持部4412(第2の外形位置基準面4412A)および第2の鉛直方向支持部4421(第2の外形位置基準面4421A)により第2レンズアレイ72およびスペーサ部材73(第2の位置決め面7P21,7P22)が鉛直方向に挟持固定され、光学部品用筐体44に対してレンズアレイユニット7の鉛直方向の位置が規定されることとなる。
また、蓋状部材442の裏面には、図6に示すように、レンズアレイユニット7を第1の鉛直方向支持部4412および第2の鉛直方向支持部4421にて挟持させた状態で、第1レンズアレイ71の上方側に対応する位置には、厚み方向に窪む凹部4422が形成されている。そして、凹部4422は、図6に示すように、その底面が第2の鉛直方向支持部4421の底面より上方側に位置するように形成されている。すなわち、図6に示すように、レンズアレイユニット7を第1の鉛直方向支持部4412および第2の鉛直方向支持部4421に挟持させた状態では、レンズアレイユニット7における第1レンズアレイ71の上方側端部と凹部4422の底面部分との間に所定の隙間が形成される。
さらに、蓋状部材442には、図6に示すように、第2の鉛直方向支持部4421および凹部4422の間に表裏を貫通する開口部4423が形成されている。すなわち、この開口部4423は、レンズアレイユニット7を第1の鉛直方向支持部4412および第2の鉛直方向支持部4421に挟持させた状態では、図6に示すように、レンズアレイユニット7の空隙部分7Aの上方側開口部分に対向し、該開口部4423を介して空隙部分7Aを流通する空気を光学部品用筐体44外部に排出可能とする。
以上のように、レンズアレイユニット7を光学部品用筐体44に設置する際には、部品収納部441の上方側から内部に向けて、部品収納部441の一対の側方側支持部4411のコ字状内側にレンズアレイユニット7の各スペーサ部材731,732の各突出部分を挿通しながらスライドさせる。そして、この状態において、レンズアレイユニット7(スペーサ部材73)の第1の位置決め面7P1と部品収納部441の第1の外形位置基準面4411Aとが当接することで、光学部品用筐体44に対してレンズアレイユニット7のZ軸方向およびX軸方向の位置が規定される。
また、部品収納部441に対して蓋状部材442を取り付けることで、レンズアレイユニット7(第2レンズアレイ72およびスペーサ部材73)の第2の位置決め面7P21,7P22と部品収納部441の第2の外形位置基準面4412A,4421Aとが当接し、光学部品用筐体44に対してレンズアレイユニット7のY軸方向の位置が規定される。
また、部品収納部441に対して蓋状部材442を取り付けることで、レンズアレイユニット7(第2レンズアレイ72およびスペーサ部材73)の第2の位置決め面7P21,7P22と部品収納部441の第2の外形位置基準面4412A,4421Aとが当接し、光学部品用筐体44に対してレンズアレイユニット7のY軸方向の位置が規定される。
〔レンズアレイユニットの製造方法〕
次に、上述したレンズアレイユニット7の製造方法、すなわち、第1レンズアレイ71および第2レンズアレイ72の相互の位置を調整しスペーサ部材73により第1レンズアレイ71および第2レンズアレイ72を固定してレンズアレイユニット7を製造する方法を説明する。
図7は、レンズアレイユニット7を製造する製造装置100の概略構成を示す図である。なお、図7では、説明の便宜上、製造装置100内部に設定された照明光軸A´に沿う軸をZ軸、該Z軸に直交する2軸をそれぞれX軸(水平軸)、Y軸(鉛直軸)とする。
レンズアレイユニット7を製造する際には、図7に示す製造装置100を用いる。
先ず、レンズアレイユニット7の製造方法を説明する前に、製造装置100の構成について説明する。
製造装置100は、図7に示すように、調整用光源装置110と、位置調整装置120と、支持固定部130と、基準偏光変換装置140と、基準重畳レンズ150と、投影板160と、光束検出装置170とで大略構成されている。
次に、上述したレンズアレイユニット7の製造方法、すなわち、第1レンズアレイ71および第2レンズアレイ72の相互の位置を調整しスペーサ部材73により第1レンズアレイ71および第2レンズアレイ72を固定してレンズアレイユニット7を製造する方法を説明する。
図7は、レンズアレイユニット7を製造する製造装置100の概略構成を示す図である。なお、図7では、説明の便宜上、製造装置100内部に設定された照明光軸A´に沿う軸をZ軸、該Z軸に直交する2軸をそれぞれX軸(水平軸)、Y軸(鉛直軸)とする。
レンズアレイユニット7を製造する際には、図7に示す製造装置100を用いる。
先ず、レンズアレイユニット7の製造方法を説明する前に、製造装置100の構成について説明する。
製造装置100は、図7に示すように、調整用光源装置110と、位置調整装置120と、支持固定部130と、基準偏光変換装置140と、基準重畳レンズ150と、投影板160と、光束検出装置170とで大略構成されている。
調整用光源装置110は、製造対象とされるレンズアレイユニット7に対して位置調整用の光束を導入する。より具体的に、調整用光源装置110は、製造装置100内部に設定された照明光軸A´(プロジェクタ1における照明光軸Aに相当する)に対して平行にスポット光束を射出するスポット光源(例えばレーザ光源等)で構成されている。
また、この調整用光源装置110は、具体的な図示は省略するが、移動機構により、スポット光束の射出位置を移動可能に構成されている。そして、調整用光源装置110は、照明光軸A´に対して平行に、かつ、支持固定部130に支持された第2レンズアレイ72のいずれかの第2レンズ72Aのレンズ光軸に一致した状態でスポット光束を射出する。
また、この調整用光源装置110は、具体的な図示は省略するが、移動機構により、スポット光束の射出位置を移動可能に構成されている。そして、調整用光源装置110は、照明光軸A´に対して平行に、かつ、支持固定部130に支持された第2レンズアレイ72のいずれかの第2レンズ72Aのレンズ光軸に一致した状態でスポット光束を射出する。
位置調整装置120は、製造対象とされるレンズアレイユニット7を構成する第1レンズアレイ71を保持し、保持した第1レンズアレイ71を移動させることで、支持固定部130に保持された第2レンズアレイ72に対する第1レンズアレイ71の位置調整を実施する。この位置調整装置120は、具体的な図示は省略するが、第1レンズアレイ71を該第1レンズアレイ71のレンズ面7111が調整用光源装置110側に向き、かつ、XY平面に略直交するように保持する第1レンズアレイ保持部と、前記第1レンズアレイ保持部をX軸方向に移動させるX軸方向移動部と、前記第1レンズアレイ保持部をY軸方向に移動させるY軸方向移動部等を備える。すなわち、位置調整装置120は、保持した第1レンズアレイ71をXY平面内で移動可能とする。なお、位置調整装置120としては、前記第1レンズアレイ保持部、X軸方向移動部、およびY軸方向移動部の他、前記第1レンズアレイ保持部をZ軸方向に移動させるZ軸方向移動部を備える構成としても構わない。
支持固定部130は、製造対象とされるレンズアレイユニット7を構成する第2レンズアレイ72およびスペーサ部材73、すなわち、予めスペーサ部材73が反レンズ面7212に固定された第2レンズアレイ72を、該第2レンズアレイ72のレンズ面7211が基準偏光変換装置140側に向き、かつ、XY平面に略直交するように保持する。より具体的に、支持固定部130は、第2レンズアレイ72を構成する第2ベース部721の外周角部分に当接し、第2ベース部721の外周角部分にて第2レンズアレイ72を保持する平面視矩形枠状の保持部131を有する。そして、支持固定部130は、第2ベース部721の外周角部分を保持部131に当接することで、第2レンズアレイ72を構成する第2レンズ部722の中心軸Orを照明光軸A´に一致させた状態でスペーサ部材73が固定された第2レンズアレイ72を支持固定する。
基準偏光変換装置140は、上述した偏光変換装置8と同様の構造を有し、製造誤差のない設計値の外形寸法および光学特性を有する偏光変換装置である。そして、基準偏光変換装置140は、照明光軸A´上の所定位置に配設されている。
基準重畳レンズ150は、上述した重畳レンズ9と同様の構造を有し、製造誤差のない設計値の外形寸法および光学特性を有する重畳レンズである。そして、基準重畳レンズ150は、照明光軸A´上の所定位置に配設されている。
基準重畳レンズ150は、上述した重畳レンズ9と同様の構造を有し、製造誤差のない設計値の外形寸法および光学特性を有する重畳レンズである。そして、基準重畳レンズ150は、照明光軸A´上の所定位置に配設されている。
図8は、投影板160の構成の一例を示す図である。
投影板160は、すりガラス等で構成され、調整用光源装置110から射出され、製造対象となるレンズアレイユニット7、基準偏光変換装置140および基準重畳レンズ150を介したスポット光束を投影する。そして、この投影板160は、上述した液晶パネル431を擬似的に表すものであり、その大きさは液晶パネル431と略同一の大きさを有し、かつ、基準重畳レンズ150に対する離間距離が上述したプロジェクタ1における照明光学装置5(重畳レンズ9)から液晶パネル431までの設計上の光学的距離と同一の光学的距離となるように配設されている。
また、投影板160は、液晶パネル431における画像形成領域の中心位置に相当する中心対応位置を規定する中心位置規定情報を有する。この中心位置規定情報としては、例えば、図8に示すように、十字状のケガキ等が例示できる。すなわち、十字状の交差点が、中心対応位置Otを表す。
投影板160は、すりガラス等で構成され、調整用光源装置110から射出され、製造対象となるレンズアレイユニット7、基準偏光変換装置140および基準重畳レンズ150を介したスポット光束を投影する。そして、この投影板160は、上述した液晶パネル431を擬似的に表すものであり、その大きさは液晶パネル431と略同一の大きさを有し、かつ、基準重畳レンズ150に対する離間距離が上述したプロジェクタ1における照明光学装置5(重畳レンズ9)から液晶パネル431までの設計上の光学的距離と同一の光学的距離となるように配設されている。
また、投影板160は、液晶パネル431における画像形成領域の中心位置に相当する中心対応位置を規定する中心位置規定情報を有する。この中心位置規定情報としては、例えば、図8に示すように、十字状のケガキ等が例示できる。すなわち、十字状の交差点が、中心対応位置Otを表す。
光束検出装置170は、投影板160に投影されたスポット光束の光学像を検出する。この光束検出装置170としては、例えば、電荷結合素子を撮像素子とするエリアセンサで構成されるCCD(Charge Coupled Device)カメラを採用できる。そして、光束検出装置170は、投影板160全体を撮像し、撮像した画像に対応する画像信号を、例えば、図示しないモニタ等に出力し、モニタに撮像画像を表示させる。
そして、上述した製造装置100を用いて、以下に示すように、レンズアレイユニット7を製造する。
図9は、レンズアレイユニット7の製造方法を説明するフローチャートである。
なお、以下では、位置調整装置120は、予め、前記X軸方向移動部および前記Y軸方向移動部を操作することにより、保持する第1レンズアレイ71を設計上の位置に位置付けるように前記第1レンズアレイ保持部が移動されているものとする。
また、以下では、第2レンズアレイ72に対する設計上の位置に予め各スペーサ部材731,732が固定されているものとする。より具体的に、各スペーサ部材731,732は、互いに対向する各対向面731A,732Aが平行し、鉛直方向両端部が第2ベース部721の鉛直方向両端部と面一となり、第1レンズアレイ71および第2レンズアレイ72を介して射出される光束のうち有効光に干渉しない位置となるように第2ベース部721の反レンズ面7212における左右方向両端部側に当接して固定されている。この際、各スペーサ部材731,732は、光軸方向から平面的に見て、その一部が第2ベース部721の左右方向両端部から突出した状態となる。なお、各スペーサ部材731,732と第2レンズアレイ72との固定方法としては、種々の方法が採用でき、例えば、紫外線硬化型接着剤等の接着剤にて接着固定する方法、熱や圧力を加えて接合する方法、溶接して結合する方法等が例示できる。
図9は、レンズアレイユニット7の製造方法を説明するフローチャートである。
なお、以下では、位置調整装置120は、予め、前記X軸方向移動部および前記Y軸方向移動部を操作することにより、保持する第1レンズアレイ71を設計上の位置に位置付けるように前記第1レンズアレイ保持部が移動されているものとする。
また、以下では、第2レンズアレイ72に対する設計上の位置に予め各スペーサ部材731,732が固定されているものとする。より具体的に、各スペーサ部材731,732は、互いに対向する各対向面731A,732Aが平行し、鉛直方向両端部が第2ベース部721の鉛直方向両端部と面一となり、第1レンズアレイ71および第2レンズアレイ72を介して射出される光束のうち有効光に干渉しない位置となるように第2ベース部721の反レンズ面7212における左右方向両端部側に当接して固定されている。この際、各スペーサ部材731,732は、光軸方向から平面的に見て、その一部が第2ベース部721の左右方向両端部から突出した状態となる。なお、各スペーサ部材731,732と第2レンズアレイ72との固定方法としては、種々の方法が採用でき、例えば、紫外線硬化型接着剤等の接着剤にて接着固定する方法、熱や圧力を加えて接合する方法、溶接して結合する方法等が例示できる。
先ず、スペーサ部材73が固定された第2レンズアレイ72を支持固定部130に支持固定する(処理S1:設置工程)。この状態では、第2レンズアレイ72は、外形基準にて中心軸Orが照明光軸A´に一致した状態となっている。
処理S1の後、第1レンズアレイ71を位置調整装置120に設置する(処理S2:設置工程)。この状態では、第1レンズアレイ71は、外形基準にて、支持固定部130に支持固定された第2レンズアレイ72に対する設計上の位置に位置決めされた状態となっている。また、第2レンズアレイ72に固定された各スペーサ部材731,732と第1レンズアレイ71の反レンズ面7112とが互いに当接した状態となっている。
処理S1の後、第1レンズアレイ71を位置調整装置120に設置する(処理S2:設置工程)。この状態では、第1レンズアレイ71は、外形基準にて、支持固定部130に支持固定された第2レンズアレイ72に対する設計上の位置に位置決めされた状態となっている。また、第2レンズアレイ72に固定された各スペーサ部材731,732と第1レンズアレイ71の反レンズ面7112とが互いに当接した状態となっている。
処理S2の後、前記移動機構を操作することにより、調整用光源装置110からのスポット光束が照明光軸A´に平行に、かつ、支持固定部130に支持固定された第2レンズアレイ72のいずれかの第2レンズ72A(図7では、第2レンズ72A1)のレンズ光軸Ox2に一致した状態となる位置に調整用光源装置110を位置付ける。そして、調整用光源装置110からスポット光束を射出させ、該スポット光束を、位置調整装置120に保持された第1レンズアレイ71のいずれかの第1レンズ71A(図7では、第2レンズ72A1に対応する第1レンズ71A1)に導入する(処理S3:光束導入工程)。
処理S3の後、第1レンズ71A1に導入されたスポット光束は、対応する第2レンズ72A1、基準偏光変換装置140、および基準重畳レンズ150を介して投影板160上に投影される(処理S4:投影工程)。
処理S4の後、光束検出装置170を駆動し、投影板160上に投影されたスポット光束の光学像を検出させる(処理S5)。
例えば、第2レンズアレイ72に対して第1レンズアレイ71が適切な位置に位置付けられた状態、すなわち、図7中、第2レンズ72A1のレンズ光軸Ox2と該第2レンズ72A1に対応する第1レンズ71A1のレンズ光軸Ox1とが一致した状態では、図8に示すように、投影板160上に投影されるスポット光束の光学像F1は、投影板160の中心対応位置Otに一致する。一方、第2レンズアレイ72に対して第1レンズアレイ71が適切ではない位置に位置付けられた状態、すなわち、図7中、第2レンズ72A1のレンズ光軸Ox2と第1レンズ71A1のレンズ光軸Ox1とが一致していない状態では、図8に示すように、投影板160上に投影されるスポット光束の光学像F2は、投影板160の中心対応位置Otからずれた位置に位置する。
例えば、第2レンズアレイ72に対して第1レンズアレイ71が適切な位置に位置付けられた状態、すなわち、図7中、第2レンズ72A1のレンズ光軸Ox2と該第2レンズ72A1に対応する第1レンズ71A1のレンズ光軸Ox1とが一致した状態では、図8に示すように、投影板160上に投影されるスポット光束の光学像F1は、投影板160の中心対応位置Otに一致する。一方、第2レンズアレイ72に対して第1レンズアレイ71が適切ではない位置に位置付けられた状態、すなわち、図7中、第2レンズ72A1のレンズ光軸Ox2と第1レンズ71A1のレンズ光軸Ox1とが一致していない状態では、図8に示すように、投影板160上に投影されるスポット光束の光学像F2は、投影板160の中心対応位置Otからずれた位置に位置する。
そして、処理S5の後、位置調整装置120を操作し、投影板160上に投影されるスポット光束の光学像を投影板160の中心対応位置Otに一致させるように、すなわち、第2レンズ72A1のレンズ光軸Ox2に第1レンズ71A1のレンズ光軸Ox1を一致させるように、第1レンズアレイ71をXY平面に沿って移動させ、第2レンズアレイ72に対する第1レンズアレイ71の位置を調整する(処理S6:位置調整工程)。
処理S6の後、第1レンズアレイ71の反レンズ面7112と、各スペーサ部材731,732とを固定する(処理S7:固定工程)。なお、第1レンズアレイ71と各スペーサ部材731,732との固定方法としては、種々の方法が採用でき、例えば、紫外線硬化型接着剤等の接着剤にて接着固定する方法、熱や圧力を加えて接合する方法、溶接して結合する方法等が例示できる。
以上のような工程により、レンズアレイユニット7が製造される。
処理S6の後、第1レンズアレイ71の反レンズ面7112と、各スペーサ部材731,732とを固定する(処理S7:固定工程)。なお、第1レンズアレイ71と各スペーサ部材731,732との固定方法としては、種々の方法が採用でき、例えば、紫外線硬化型接着剤等の接着剤にて接着固定する方法、熱や圧力を加えて接合する方法、溶接して結合する方法等が例示できる。
以上のような工程により、レンズアレイユニット7が製造される。
上述した第1実施形態においては、以下の効果がある。
本実施形態では、レンズアレイユニット7は、第1レンズアレイ71および第2レンズアレイ72の他、スペーサ部材73を有しているので、スペーサ部材73により、第1ベース部711および第2ベース部721間における光透過領域に空隙部分7Aを有した状態で第1レンズアレイ71および第2レンズアレイ72を互いに一体化できる。このことにより、従来のように第1レンズアレイおよび第2レンズアレイの間に透光部が介在配置されることなく、すなわち、第1ベース部711および第2ベース部721間における光透過領域を空気層とすることができ、第1ベース部711および第2ベース部721の間隔を大きくする必要がない。すなわち、レンズアレイユニット7の小型化が図れ、ひいては、照明光学装置5およびプロジェクタ1の小型化が図れる。
本実施形態では、レンズアレイユニット7は、第1レンズアレイ71および第2レンズアレイ72の他、スペーサ部材73を有しているので、スペーサ部材73により、第1ベース部711および第2ベース部721間における光透過領域に空隙部分7Aを有した状態で第1レンズアレイ71および第2レンズアレイ72を互いに一体化できる。このことにより、従来のように第1レンズアレイおよび第2レンズアレイの間に透光部が介在配置されることなく、すなわち、第1ベース部711および第2ベース部721間における光透過領域を空気層とすることができ、第1ベース部711および第2ベース部721の間隔を大きくする必要がない。すなわち、レンズアレイユニット7の小型化が図れ、ひいては、照明光学装置5およびプロジェクタ1の小型化が図れる。
また、レンズアレイユニット7の小型化が図れるので、プロジェクタ1において、レンズアレイユニット7を収納保持する光学部品用筐体44の小型化も図れ、製品となるプロジェクタ1の軽量化が図れる。
さらに、従来のような透光部を用いる構成の場合には、透光部を高精度に製造する必要があるため透光部の製造費(材料費や加工費等)が大きくなってしまうところ、スペーサ部材73としては、それほど精度を高くする必要がないので、スペーサ部材73の製造費を抑え、レンズアレイユニット7の低コスト化、ひいては、照明光学装置5およびプロジェクタ1の低コスト化が図れる。
さらに、従来のような透光部を用いる構成の場合には、透光部を高精度に製造する必要があるため透光部の製造費(材料費や加工費等)が大きくなってしまうところ、スペーサ部材73としては、それほど精度を高くする必要がないので、スペーサ部材73の製造費を抑え、レンズアレイユニット7の低コスト化、ひいては、照明光学装置5およびプロジェクタ1の低コスト化が図れる。
ここで、スペーサ部材73は、その一部が第1ベース部711および第2ベース部721の外周端部から所定寸法、突出するように配設されている。また、光学部品用筺体44には、スペーサ部材73の突出部分に対応した一対の側方側支持部4411が形成されている。このことにより、スペーサ部材73の突出部分を一対の側方側支持部4411に嵌合することで、光学部品用筐体44に対してレンズアレイユニット7を位置決めした状態で容易に収納保持できる。このため、別途、レンズアレイユニット7を光学部品用筐体44に収納するための部材を設ける必要がなく、レンズアレイユニット7を光学部品用筐体44に直接、収納でき、製品となるプロジェクタ1の構造の簡素化が図れる。
より具体的に、第1レンズアレイ71および第2レンズアレイ72の相互の位置を予め調整して一体化したレンズアレイユニット7を外形基準にて光学部品用筐体44に位置決めする構造であるので、光学部品用筐体44内部に収納した後に、第1レンズアレイ71および第2レンズアレイ72の相互の位置を調整する必要がない。すなわち、別途、前記調整するための構造を設ける必要がなく、さらには、第1レンズアレイ71や第2レンズアレイ72に対する重畳レンズ9の位置を調整するための構造を削除可能とする。
より具体的に、第1レンズアレイ71および第2レンズアレイ72の相互の位置を予め調整して一体化したレンズアレイユニット7を外形基準にて光学部品用筐体44に位置決めする構造であるので、光学部品用筐体44内部に収納した後に、第1レンズアレイ71および第2レンズアレイ72の相互の位置を調整する必要がない。すなわち、別途、前記調整するための構造を設ける必要がなく、さらには、第1レンズアレイ71や第2レンズアレイ72に対する重畳レンズ9の位置を調整するための構造を削除可能とする。
ここで、本実施形態では、予め第2レンズアレイ72の設計上の位置に固定されたスペーサ部材73の外形位置(第1の位置決め面7P1)と、第2レンズアレイ72およびスペーサ部材73の外形位置(第2の位置決め面7P21,7P22)とで、光学部品用筐体44に位置決めする構造を採用している。すなわち、本実施形態では、液晶パネル431の共役位置に配設される第2レンズアレイ72を基準として、光学部品用筐体44に対してレンズアレイユニット7の位置を規定している。このことにより、光学部品用筐体44に対するレンズアレイユニット7の位置決め精度を決定する製造公差要因を最も少なくでき、液晶パネル431に照射する照明領域と液晶パネル431の画像形成領域との照明マージンを縮小化できる。このため、照明マージンの縮小化により、プロジェクタ1から拡大投射される投影画像の高輝度化が図れる。
また、第1レンズアレイ71、第2レンズアレイ72、およびスペーサ部材73は、同一の材料にて形成されている。このことにより、光束の照射により第1レンズアレイ71および第2レンズアレイ72に熱が生じた場合であっても、第1レンズアレイ71および第2レンズアレイ72と、スペーサ部材73との部材間の熱応力を緩和でき、スペーサ部材73による第1レンズアレイ71および第2レンズアレイ72の固定状態を良好に維持できる。
さらに、スペーサ部材73は、第1スペーサ部材731および第2スペーサ部材732の一対で構成され、第1ベース部711および第2ベース部721間の互いに対向する外周端部側にそれぞれ配設されている。このことにより、スペーサ部材73による第1レンズアレイ71および第2レンズアレイ72の固定状態を良好に維持でき、例えば、外力を受けた場合であってもレンズアレイユニット7が破損することを防止できる。
また、空隙部分7Aが鉛直方向に空気を流通可能に構成され、光学部品用筐体44の鉛直方向に交差する各端面(部品収納部441の底面、および蓋状部材442)にはレンズアレイユニット7の配設位置に対応して内外に空気を流通可能とする開口部4414,4423が形成されている。このことにより、例えば、冷却ファン等により、開口部4414を介して光学部品用筐体44内部に空気を導入する構成とすれば、空隙部分7Aに空気を下方側から上方側に向けて流通させ、開口部4423を介して光学部品用筐体44外部に空気を排出できる。このため、光束の照射により第1レンズアレイ71および第2レンズアレイ72に生じる熱を空隙部分7Aに流通する空気に放熱でき、第1レンズアレイ71および第2レンズアレイ72の温度上昇を抑制できる。
また、第1レンズアレイ71および第2レンズアレイ72の温度上昇を抑制することで、スペーサ部材73による第1レンズアレイ71および第2レンズアレイ72の固定状態を良好に維持できるとともに、第1レンズアレイ71および第2レンズアレイ72の熱による割れ等を回避できる。
また、第1レンズアレイ71および第2レンズアレイ72の温度上昇を抑制することで、スペーサ部材73による第1レンズアレイ71および第2レンズアレイ72の固定状態を良好に維持できるとともに、第1レンズアレイ71および第2レンズアレイ72の熱による割れ等を回避できる。
また、上述した各工程S1〜S7により、レンズアレイユニット7を製造することで、該レンズアレイユニット7をプロジェクタ1に搭載すれば、第1レンズアレイ71にて分割された各部分光束を液晶パネル431の画像形成領域上で略合致させることができ、液晶パネル431の画像形成領域を均一にかつ明るく照明できる。また、第1レンズアレイ71および第2レンズアレイ72の相互の位置を調整する際に用いる調整用光源装置110としてスポット光源を採用しているので、投影板160上に投影されるスポット光束の像を目視でも確認でき、該像を投影板160の中心対応位置Otに合致させるように第1レンズアレイ71および第2レンズアレイ72の相互の位置を容易に調整できる。
さらに、設置工程S1,S2を実施することで、第1レンズアレイ71および第2レンズアレイ72を外形基準にて設計上の所定位置にそれぞれ設置できる。すなわち、位置調整工程S6を実施する前に、第1レンズアレイ71および第2レンズアレイ72を設計上の位置にそれぞれ設置できるので、位置調整工程S6では、第1レンズアレイ71および第2レンズアレイ72の相互の位置を微調整するだけでよく、レンズアレイユニット7の製造を迅速に実施できる。
さらに、設置工程S1,S2を実施することで、第1レンズアレイ71および第2レンズアレイ72を外形基準にて設計上の所定位置にそれぞれ設置できる。すなわち、位置調整工程S6を実施する前に、第1レンズアレイ71および第2レンズアレイ72を設計上の位置にそれぞれ設置できるので、位置調整工程S6では、第1レンズアレイ71および第2レンズアレイ72の相互の位置を微調整するだけでよく、レンズアレイユニット7の製造を迅速に実施できる。
また、第1レンズアレイ71および第2レンズアレイ72のそれぞれは、精密モールド製法により製造されているので、複数の第1レンズ71Aおよび複数の第2レンズ72Aの成形精度を高めることができる。すなわち、レンズアレイユニット7を上述した構造として、第1ベース部711および第2ベース部721の間隔を従来と比較して小さくした場合であっても、複数の第1レンズ71Aおよび複数の第2レンズ72Aの成形精度が高い状態であるため、第1レンズアレイ71にて分割され複数の部分光束を第2レンズアレイ72および重畳レンズ9により、液晶パネル431の画像形成領域上に良好に重畳させることができる。
さらに、第1レンズアレイ71および第2レンズアレイ72のそれぞれを精密モールド製法により製造する際、必要最低限の厚み寸法となるように製造されているので、上記製法を実行する際での加熱時間や冷却時間を短縮し、迅速に第1レンズアレイ71および第2レンズアレイ72を製造できる。また、このように肉薄の第1レンズアレイ71および第2レンズアレイ72としているので、精密モールド製法により製造する際、冷却時において、光学ガラス材料内部の温度と表面の温度との温度差を抑制でき、成形歪の発生を最小限に抑えることができる。このため、照明光学装置5からの光束の均一性を損なう要因を排除できる。加えて、第2レンズアレイ72の温度低下に伴う輻射熱低減が第2レンズアレイ72に対向する偏光変換装置8の発熱低減にも寄与する。
[第2実施形態]
次に、本発明の第2実施形態を図面に基づいて説明する。
以下の説明では、前記第1実施形態と同様の構造および同一部材には同一符号を付して、その詳細な説明は省略または簡略化する。
図10は、第2実施形態におけるレンズアレイユニット70の構成を示す分解斜視図である。具体的に、図10は、レンズアレイユニット70を光束入射側から見た分解斜視図である。なお、図10では、図3および図4と同様に、説明の便宜上、レンズアレイユニット70に入射される光束の光軸をZ軸、該Z軸に直交する2軸をX軸(水平軸)、Y軸(鉛直軸)とする。
本実施形態では、レンズアレイユニット70は、図10に示すように、前記第1実施形態で説明したレンズアレイユニット7に相当するレンズアレイユニット本体70Aに対して、熱伝導性部材74を付加した点が異なるのみである。レンズアレイユニット70における熱伝導性部材74以外の構成、およびレンズアレイユニット70以外のプロジェクタ1の構成は、前記第1実施形態と同様のものである。
次に、本発明の第2実施形態を図面に基づいて説明する。
以下の説明では、前記第1実施形態と同様の構造および同一部材には同一符号を付して、その詳細な説明は省略または簡略化する。
図10は、第2実施形態におけるレンズアレイユニット70の構成を示す分解斜視図である。具体的に、図10は、レンズアレイユニット70を光束入射側から見た分解斜視図である。なお、図10では、図3および図4と同様に、説明の便宜上、レンズアレイユニット70に入射される光束の光軸をZ軸、該Z軸に直交する2軸をX軸(水平軸)、Y軸(鉛直軸)とする。
本実施形態では、レンズアレイユニット70は、図10に示すように、前記第1実施形態で説明したレンズアレイユニット7に相当するレンズアレイユニット本体70Aに対して、熱伝導性部材74を付加した点が異なるのみである。レンズアレイユニット70における熱伝導性部材74以外の構成、およびレンズアレイユニット70以外のプロジェクタ1の構成は、前記第1実施形態と同様のものである。
熱伝導性部材74は、アルミニウム等の金属材料から構成され、図10に示すように、Y軸方向に貫通した平面視矩形状の筒形状を有する。また、熱伝導性部材74は、その外形形状がレンズアレイユニット本体70Aにおける空隙部分7Aを構成する第1ベース部711、第2ベース部721、および各スペーサ部材731,732の内周形状と略同一の形状を有し、空隙部分7Aに嵌合配置される。そして、熱伝導性部材74は、第1ベース部711、第2ベース部721、および各スペーサ部材731,732の各対向面731A,732Aに熱伝達可能に接続し、光束の照射によりレンズアレイユニット本体70A(第1レンズアレイ71および第2レンズアレイ72)に生じた熱が伝達される。
この熱伝導性部材74において、第1ベース部711に当接する端面、および第2ベース部721に当接する端面には、図10に示すように、レンズアレイユニット70を介して射出される光束のうち液晶パネル431の画像形成領域に照射される有効光を透過させるための開口部741,742がそれぞれ形成されている。すなわち、開口部741,742周縁部分は、光源装置6から射出されレンズアレイユニット70を介して射出される光束のうち液晶パネル431の画像形成領域に照射されない不要光を遮光する。
この熱伝導性部材74において、第1ベース部711に当接する端面、および第2ベース部721に当接する端面には、図10に示すように、レンズアレイユニット70を介して射出される光束のうち液晶パネル431の画像形成領域に照射される有効光を透過させるための開口部741,742がそれぞれ形成されている。すなわち、開口部741,742周縁部分は、光源装置6から射出されレンズアレイユニット70を介して射出される光束のうち液晶パネル431の画像形成領域に照射されない不要光を遮光する。
図11は、光学部品用筐体44に対するレンズアレイユニット70の位置決め構造を説明するための図である。具体的に、図11は、光学部品用筐体44に対するレンズアレイユニット70の位置決め構造を側方(+X軸方向側)から見た断面図である。
そして、上述したレンズアレイユニット70において、レンズアレイユニット本体70Aは、前記第1実施形態と同様に、光学部品用筐体44に対して位置決めされる。
ここで、空隙部分7Aに嵌合配置された熱伝導性部材74は、光学部品用筐体44に対してレンズアレイユニット本体70Aの光軸方向(図11中、Z軸方向)、および光軸方向に直交する水平方向(図11中、X軸方向)の位置が規定されることで、該熱伝導性部材74の光軸方向および水平方向の位置も規定される。また、熱伝導性部材74は、図11に示すように、部品収納部441に対して蓋状部材442が取り付けられることで、レンズアレイユニット本体70Aと同様に、光学部品用筐体44の第2の外形位置基準面4412A,4421Aにて鉛直方向両端部が挟持され、光学部品用筐体44に対して鉛直方向の位置が規定される。
なお、第2実施形態におけるレンズアレイユニット70の製造方法は、前記第1実施形態と同様であり、説明を省略する。
そして、上述したレンズアレイユニット70において、レンズアレイユニット本体70Aは、前記第1実施形態と同様に、光学部品用筐体44に対して位置決めされる。
ここで、空隙部分7Aに嵌合配置された熱伝導性部材74は、光学部品用筐体44に対してレンズアレイユニット本体70Aの光軸方向(図11中、Z軸方向)、および光軸方向に直交する水平方向(図11中、X軸方向)の位置が規定されることで、該熱伝導性部材74の光軸方向および水平方向の位置も規定される。また、熱伝導性部材74は、図11に示すように、部品収納部441に対して蓋状部材442が取り付けられることで、レンズアレイユニット本体70Aと同様に、光学部品用筐体44の第2の外形位置基準面4412A,4421Aにて鉛直方向両端部が挟持され、光学部品用筐体44に対して鉛直方向の位置が規定される。
なお、第2実施形態におけるレンズアレイユニット70の製造方法は、前記第1実施形態と同様であり、説明を省略する。
上述した第2実施形態においては、前記第1実施形態と同様の効果の他、以下の効果がある。
本実施形態では、空隙部分7Aには熱伝導性部材74が配設されているので、光束の照射によりレンズアレイユニット本体70Aに生じる熱を熱伝導性部材74に放熱できる。このため、レンズアレイユニット本体70Aの温度上昇を抑制できる。
本実施形態では、空隙部分7Aには熱伝導性部材74が配設されているので、光束の照射によりレンズアレイユニット本体70Aに生じる熱を熱伝導性部材74に放熱できる。このため、レンズアレイユニット本体70Aの温度上昇を抑制できる。
特に、本実施形態では、熱伝導性部材74は、平面視矩形状の筒状部材で構成され、第1ベース部711、第2ベース部721、および各スペーサ部材731,732における各対向面731A,732Aに熱伝達可能に接続する構成としているので、レンズアレイユニット本体70Aからの熱伝導性部材74への放熱特性を良好とし、レンズアレイユニット本体70Aの温度上昇を効果的に抑制できる。
また、前記第1実施形態と同様に、空隙部分7Aが鉛直方向に空気を流通可能に構成され、光学部品用筐体44の鉛直方向に交差する各端面にはレンズアレイユニット70の配置位置に対応して内外の空気を流通可能とする開口部4414,4423が形成されているので、熱伝導性部材74に伝達された熱を、開口部4414,4423を介して空隙部分7Aを流通する空気に放熱でき、レンズアレイユニット本体70Aの温度上昇をさらに効果的に抑制し、レンズアレイユニット70を透過する光の照度を良好に維持できるという効果を好適に図れる。また、レンズアレイユニット本体70Aの温度上昇をさらに効果的に抑制することで、スペーサ部材73による第1レンズアレイ71および第2レンズアレイ72の固定状態をさらに良好に維持できるとともに、第1レンズアレイ71および第2レンズアレイ72の熱による割れ等をより確実に回避できる。
また、前記第1実施形態と同様に、空隙部分7Aが鉛直方向に空気を流通可能に構成され、光学部品用筐体44の鉛直方向に交差する各端面にはレンズアレイユニット70の配置位置に対応して内外の空気を流通可能とする開口部4414,4423が形成されているので、熱伝導性部材74に伝達された熱を、開口部4414,4423を介して空隙部分7Aを流通する空気に放熱でき、レンズアレイユニット本体70Aの温度上昇をさらに効果的に抑制し、レンズアレイユニット70を透過する光の照度を良好に維持できるという効果を好適に図れる。また、レンズアレイユニット本体70Aの温度上昇をさらに効果的に抑制することで、スペーサ部材73による第1レンズアレイ71および第2レンズアレイ72の固定状態をさらに良好に維持できるとともに、第1レンズアレイ71および第2レンズアレイ72の熱による割れ等をより確実に回避できる。
また、熱伝導性部材74は、有効光を透過させるための開口部741,742を有している。すなわち、熱伝導性部材74は、開口部741,742周縁部分にて、レンズアレイユニット70を介して射出され画像形成領域に照射されない不要光を遮光することとなる。このことにより、不要光がレンズアレイユニット本体70Aに照射されることを防止し、レンズアレイユニット本体70Aの温度上昇をさらに抑制できる。また、レンズアレイユニット70を収納保持する光学部品用筐体44に対して、不要光が照射されることも回避でき、光学部品用筐体44の熱劣化や、光学部品用筐体44の過熱による不要なガスの発生、レンズアレイユニット本体70Aへの前記不要なガスによる不透明膜の形成を防止できる。
[第3実施形態]
次に、本発明の第3実施形態を図面に基づいて説明する。
以下の説明では、前記第2実施形態と同様の構造および同一部材には同一符号を付して、その詳細な説明は省略または簡略化する。
図12は、第3実施形態におけるレンズアレイユニット70´の構成を示す分解斜視図である。具体的に、図12は、レンズアレイユニット70´を光束入射側から見た分解斜視図である。なお、図12では、図3および図4と同様に、説明の便宜上、レンズアレイユニット70´に入射される光束の光軸をZ軸、該Z軸に直交する2軸をX軸(水平軸)、Y軸(鉛直軸)とする。
本実施形態では、レンズアレイユニット70´は、図12に示すように、前記第2実施形態で説明したレンズアレイユニット70に対して、スペーサ部材73(第1スペーサ部材731および第2スペーサ部材732)に相当するスペーサ部材73´(第1スペーサ部材731´および第2スペーサ部材732´)と熱伝導性部材74(開口部741,742)に相当する熱伝導性部材74´(741´,742´)とを同一材料(アルミニウム等の金属材料)にて一体的に形成したスペーサユニット75を用いている点が異なるのみである。レンズアレイユニット70´におけるスペーサユニット75以外の構成、およびレンズアレイユニット70´以外のプロジェクタ1の構成は、前記第2実施形態と同様のものである。
なお、第3実施形態における光学部品用筐体44に対するレンズアレイユニット70´の位置決め構造、およびレンズアレイユニット70´の製造方法は、前記第2実施形態と同様であり、説明を省略する。
次に、本発明の第3実施形態を図面に基づいて説明する。
以下の説明では、前記第2実施形態と同様の構造および同一部材には同一符号を付して、その詳細な説明は省略または簡略化する。
図12は、第3実施形態におけるレンズアレイユニット70´の構成を示す分解斜視図である。具体的に、図12は、レンズアレイユニット70´を光束入射側から見た分解斜視図である。なお、図12では、図3および図4と同様に、説明の便宜上、レンズアレイユニット70´に入射される光束の光軸をZ軸、該Z軸に直交する2軸をX軸(水平軸)、Y軸(鉛直軸)とする。
本実施形態では、レンズアレイユニット70´は、図12に示すように、前記第2実施形態で説明したレンズアレイユニット70に対して、スペーサ部材73(第1スペーサ部材731および第2スペーサ部材732)に相当するスペーサ部材73´(第1スペーサ部材731´および第2スペーサ部材732´)と熱伝導性部材74(開口部741,742)に相当する熱伝導性部材74´(741´,742´)とを同一材料(アルミニウム等の金属材料)にて一体的に形成したスペーサユニット75を用いている点が異なるのみである。レンズアレイユニット70´におけるスペーサユニット75以外の構成、およびレンズアレイユニット70´以外のプロジェクタ1の構成は、前記第2実施形態と同様のものである。
なお、第3実施形態における光学部品用筐体44に対するレンズアレイユニット70´の位置決め構造、およびレンズアレイユニット70´の製造方法は、前記第2実施形態と同様であり、説明を省略する。
上述した第3実施形態においては、前記第2実施形態と同様の効果の他、以下の効果がある。
本実施形態では、スペーサ部材73´および熱伝導性部材74´が同一材料で一体的に形成されているので、前記第2実施形態のようにスペーサ部材73および熱伝導性部材74を別部材とする構成と比較して、スペーサ部材73´および熱伝導性部材74´を別々に製造する必要がなく、一括して製造してスペーサユニット75を構成できる。また、スペーサ部材73´および熱伝導性部材74´が一体的に形成されているので、第1レンズアレイ71、第2レンズアレイ72、スペーサ部材73´、および熱伝導性部材74´の一体化を迅速に実施でき、レンズアレイユニット70´の製造を容易にかつ迅速に実施できる。
本実施形態では、スペーサ部材73´および熱伝導性部材74´が同一材料で一体的に形成されているので、前記第2実施形態のようにスペーサ部材73および熱伝導性部材74を別部材とする構成と比較して、スペーサ部材73´および熱伝導性部材74´を別々に製造する必要がなく、一括して製造してスペーサユニット75を構成できる。また、スペーサ部材73´および熱伝導性部材74´が一体的に形成されているので、第1レンズアレイ71、第2レンズアレイ72、スペーサ部材73´、および熱伝導性部材74´の一体化を迅速に実施でき、レンズアレイユニット70´の製造を容易にかつ迅速に実施できる。
[第4実施形態]
次に、本発明の第4実施形態を図面に基づいて説明する。
以下の説明では、前記第1実施形態と同様の構造および同一部材には同一符号を付して、その詳細な説明は省略または簡略化する。
図13は、第4実施形態におけるレンズアレイユニット700の構成を示す分解斜視図である。具体的に、図13は、レンズアレイユニット700を光束入射側から見た分解斜視図である。なお、図13では、図3および図4と同様に、説明の便宜上、レンズアレイユニット700に入射される光束の光軸をZ軸、該Z軸に直交する2軸をX軸(水平軸)、Y軸(鉛直軸)とする。
本実施形態では、レンズアレイユニット700は、図13に示すように、前記第1実施形態で説明したレンズアレイユニット7に対して、スペーサ部材730の形状が異なる。また、本実施形態では、レンズアレイユニット700の製造方法は、前記第1実施形態で説明したレンズアレイユニット7の製造方法と異なる。レンズアレイユニット700におけるスペーサ部材730以外の構成、およびレンズアレイユニット700以外のプロジェクタ1の構成は、前記第1実施形態と同様のものである。
次に、本発明の第4実施形態を図面に基づいて説明する。
以下の説明では、前記第1実施形態と同様の構造および同一部材には同一符号を付して、その詳細な説明は省略または簡略化する。
図13は、第4実施形態におけるレンズアレイユニット700の構成を示す分解斜視図である。具体的に、図13は、レンズアレイユニット700を光束入射側から見た分解斜視図である。なお、図13では、図3および図4と同様に、説明の便宜上、レンズアレイユニット700に入射される光束の光軸をZ軸、該Z軸に直交する2軸をX軸(水平軸)、Y軸(鉛直軸)とする。
本実施形態では、レンズアレイユニット700は、図13に示すように、前記第1実施形態で説明したレンズアレイユニット7に対して、スペーサ部材730の形状が異なる。また、本実施形態では、レンズアレイユニット700の製造方法は、前記第1実施形態で説明したレンズアレイユニット7の製造方法と異なる。レンズアレイユニット700におけるスペーサ部材730以外の構成、およびレンズアレイユニット700以外のプロジェクタ1の構成は、前記第1実施形態と同様のものである。
スペーサ部材730は、前記第1実施形態で説明したスペーサ部材73と同様に、図13に示すように、第1ベース部711および第2ベース部721間に介在配置され、第1レンズアレイ71および第2レンズアレイ72を互いに一体化する部材である。このスペーサ部材730は、図3または図4に示すように、第1スペーサ部材7310および第2スペーサ部材7320の一対で構成されている。
これら各スペーサ部材7310,7320は、図13に示すように、同一の形状を有し、光軸方向(Z軸方向)から見て隣り合う2角が直角をなす平面視不等脚台形形状を有し、光軸方向に延出する柱状に形成されている。また、各スペーサ部材7310,7320は、図13に示すように、台形形状の互いに平行する各端縁間の長さ寸法が第1ベース部711および第2ベース部721の鉛直方向の長さ寸法と略同一となるように形成されていれる。そして、各スペーサ部材7310,7320は、図13に示すように、第1ベース部711および第2ベース部721間の左右方向(X軸方向)両端部側に、台形形状の互いに平行する各端縁が第1ベース部711および第2ベース部721の鉛直方向両端部に平面的に一致し、かつ、台形形状の斜辺がそれぞれ互いに対向するように配設される。より具体的に、各スペーサ部材7310,7320は、図13に示すように、台形形状の互いに平行する各端縁のうち、長さ寸法(X軸方向の長さ寸法)が短い端縁が下方側に位置し、長さ寸法(X軸方向の長さ寸法)が長い端縁が上方側に位置するように配設されている。すなわち、各スペーサ部材7310,7320は、図13に示すように、互いに対向する各対向面7310A,7320AにおけるX軸方向(第1の軸方向)の離間寸法がY軸方向に沿って異なるように(+Y軸方向に沿って次第に縮小するように)配設されている。また、各スペーサ部材7310,7320は、前記第1実施形態で説明したスペーサ部材73と同様に、第1レンズアレイ71および第2レンズアレイ72を介して射出される光束のうち有効光に干渉しない位置に配設されている。そして、本実施形態では、各スペーサ部材7310,7320は、前記第1実施形態で説明したスペーサ部材73と同様に、光軸方向から平面的に見て、その一部が第1ベース部711および第2ベース部721の左右方向両端部から所定寸法、突出するように配設されている(図14参照)。
なお、本実施形態では、各スペーサ部材7310,7320は、上述した第1レンズアレイ71および第2レンズアレイ72と同一の材料にて構成している。
なお、本実施形態では、各スペーサ部材7310,7320は、上述した第1レンズアレイ71および第2レンズアレイ72と同一の材料にて構成している。
そして、上述した第1レンズアレイ71および第2レンズアレイ72は、各スペーサ部材7310,7320が第1ベース部711の反レンズ面7112、および第2ベース部721の反レンズ面7212に当接し固定されて一体化することでレンズアレイユニット700が構成される。
図14は、レンズアレイユニット700をスペーサ部材730の配設位置でXY平面に沿って切断した状態を示す断面図である。
レンズアレイユニット700を構成した状態では、前記第1実施形態で説明したレンズアレイユニット7と略同様に、第1ベース部711および第2ベース部721同士が各スペーサ部材7310,7320の光軸方向(Z軸方向)の長さ寸法分、離間した状態となり、第1ベース部711、第2ベース部721、および各スペーサ部材7310,7320の各対向面7310A,7320Aとで鉛直方向に貫通し空気を流通可能とする空隙部分700A(図14)が形成される。
そして、空隙部分700Aは、図14に示すように、光軸方向から平面的に見た場合に、上述した各スペーサ部材7310,7320の形状および配設位置により、下方側の開口部分の面積に対して上方側の開口部分の面積が小さいテーパ形状を有している。
なお、本実施形態における光学部品用筐体44に対するレンズアレイユニット700の位置決め構造は、前記第1実施形態で説明した位置決め構造と同様であるため、説明を省略する。
図14は、レンズアレイユニット700をスペーサ部材730の配設位置でXY平面に沿って切断した状態を示す断面図である。
レンズアレイユニット700を構成した状態では、前記第1実施形態で説明したレンズアレイユニット7と略同様に、第1ベース部711および第2ベース部721同士が各スペーサ部材7310,7320の光軸方向(Z軸方向)の長さ寸法分、離間した状態となり、第1ベース部711、第2ベース部721、および各スペーサ部材7310,7320の各対向面7310A,7320Aとで鉛直方向に貫通し空気を流通可能とする空隙部分700A(図14)が形成される。
そして、空隙部分700Aは、図14に示すように、光軸方向から平面的に見た場合に、上述した各スペーサ部材7310,7320の形状および配設位置により、下方側の開口部分の面積に対して上方側の開口部分の面積が小さいテーパ形状を有している。
なお、本実施形態における光学部品用筐体44に対するレンズアレイユニット700の位置決め構造は、前記第1実施形態で説明した位置決め構造と同様であるため、説明を省略する。
次に、本実施形態におけるレンズアレイユニット700の製造方法、すなわち、第1レンズアレイ71、第2レンズアレイ72、およびスペーサ部材730を一体化してレンズアレイユニット700を製造する方法を説明する。
本実施形態では、前記第1実施形態で説明した製造装置100を用いずに、第1レンズアレイ71、第2レンズアレイ72、およびスペーサ部材730を前記第1実施形態で説明した精密モールド製法により一体的に成形してレンズアレイユニット700を製造する。
本実施形態では、前記第1実施形態で説明した製造装置100を用いずに、第1レンズアレイ71、第2レンズアレイ72、およびスペーサ部材730を前記第1実施形態で説明した精密モールド製法により一体的に成形してレンズアレイユニット700を製造する。
具体的に、図15は、第4実施形態におけるレンズアレイユニット700の製造方法を説明するための図である。
具体的に、先ず、第1レンズアレイ71、第2レンズアレイ72、および各スペーサ部材7310,7320にそれぞれ対応したブランク状態の各光学ガラス材料を準備する。なお、第1レンズアレイ71および第2レンズアレイ72に対応した各光学ガラス材料には、レンズ面7111,7211および反レンズ面7112,7212に相当する面を研磨している。
また、レンズアレイユニット700を内部に挿通可能とする貫通孔を有し貫通孔の内周面がレンズアレイユニット700の外周端部(第1ベース部711の外周端部、第2ベース部721の外周端部、および各スペーサ部材7310,7320における各対向面7310A,7320Aと反対側の端面)に相当する金型仕上げ面となる胴型と、レンズアレイユニット700の光束射出側の面(第2レンズアレイ72のレンズ面7211側の面)に相当する金型仕上げ面を有する上型と、レンズアレイユニット700の光束入射側の面(第1レンズアレイ71のレンズ面7111側の面)に相当する金型仕上げ面を有する下型とを準備する。
具体的に、先ず、第1レンズアレイ71、第2レンズアレイ72、および各スペーサ部材7310,7320にそれぞれ対応したブランク状態の各光学ガラス材料を準備する。なお、第1レンズアレイ71および第2レンズアレイ72に対応した各光学ガラス材料には、レンズ面7111,7211および反レンズ面7112,7212に相当する面を研磨している。
また、レンズアレイユニット700を内部に挿通可能とする貫通孔を有し貫通孔の内周面がレンズアレイユニット700の外周端部(第1ベース部711の外周端部、第2ベース部721の外周端部、および各スペーサ部材7310,7320における各対向面7310A,7320Aと反対側の端面)に相当する金型仕上げ面となる胴型と、レンズアレイユニット700の光束射出側の面(第2レンズアレイ72のレンズ面7211側の面)に相当する金型仕上げ面を有する上型と、レンズアレイユニット700の光束入射側の面(第1レンズアレイ71のレンズ面7111側の面)に相当する金型仕上げ面を有する下型とを準備する。
さらに、レンズアレイユニット700における空隙部分700Aに対応した形状(平面視等脚台形形状で光軸方向に延出する柱状)を有しその外周面にて空隙部分700Aの内周面(第1レンズアレイ71および第2レンズアレイ72の各反レンズ面7112,7212、および各スペーサ部材7310,7320における各対向面7310A,7320A)を形成する枕部材180(図15)を準備する。
そして、枕部材180の外周面に上記各光学ガラス材料を当接した状態で各金型(胴型、上型、下型)内部に設置し、各金型を組み合わせる。
この後、上記各光学ガラスのレンズ面7111に相当する面側、レンズ面7211に相当する面側等を、直接、あるいは、各金型を介してヒータ等により所定の温度(例えば、上記各光学ガラス材料が軟化する温度)に加熱しながら、各金型を型締めし、プレス成形を実施する。
そして、枕部材180の外周面に上記各光学ガラス材料を当接した状態で各金型(胴型、上型、下型)内部に設置し、各金型を組み合わせる。
この後、上記各光学ガラスのレンズ面7111に相当する面側、レンズ面7211に相当する面側等を、直接、あるいは、各金型を介してヒータ等により所定の温度(例えば、上記各光学ガラス材料が軟化する温度)に加熱しながら、各金型を型締めし、プレス成形を実施する。
そして、例えば、徐冷炉等で徐々に冷却し、上記光学ガラス材料が硬化した後、各金型および枕部材180から脱型する。
最後に、脱型した光学ガラス材料(レンズアレイユニット700)のレンズ面7111,7211、および反レンズ面7112,7212等に対して反射防止処理、例えば、反射防止膜を形成する。
また、本実施形態では、前記第1実施形態と同様に、第1レンズアレイ71および第2レンズアレイ72は、上述した製法にて製造される際、熱容量を小さくするために、必要最低限の厚み寸法(光軸寸法の厚み寸法)となるように製造されている。
最後に、脱型した光学ガラス材料(レンズアレイユニット700)のレンズ面7111,7211、および反レンズ面7112,7212等に対して反射防止処理、例えば、反射防止膜を形成する。
また、本実施形態では、前記第1実施形態と同様に、第1レンズアレイ71および第2レンズアレイ72は、上述した製法にて製造される際、熱容量を小さくするために、必要最低限の厚み寸法(光軸寸法の厚み寸法)となるように製造されている。
上述した第4実施形態においては、前記第1実施形態と同様の効果の他、以下の効果がある。
本実施形態では、各スペーサ部材7310,7320が平面視不等脚台形形状を有し、光軸方向に延出する柱状に形成され、上述したように配設されているので、レンズアレイユニット700の空隙部分700Aを、光軸方向から平面的に見た場合に、下方側の開口部分の面積に対して上方側の開口部分の面積が小さいテーパ形状とすることができる。このことにより、枕部材180を空隙部分700Aにスライドさせて設置、および枕部材180を空隙部分700Aからスライドさせて脱型することができる。このため、第1レンズアレイ71、第2レンズアレイ72、および各スペーサ部材7310,7320のそれぞれに対応したブランク状態の各光学ガラス材料を枕部材180の外周面に当接させることで、第1レンズアレイ71、第2レンズアレイ72、および各スペーサ部材7310,7320を設計上の位置に位置付けることができ、上述したようにプレス成形を実施することで、設計上の位置にそれぞれ配設された第1レンズアレイ71、第2レンズアレイ72、および各スペーサ部材7310,7320を一体化して、レンズアレイユニット700を容易に製造できる。すなわち、このような構成であれば、上述した精密モールド製法を用いて、前記第1実施形態で説明したような第1レンズアレイ71および第2レンズアレイ72の相互の位置調整を実施することなく、レンズアレイユニット700を容易にかつ迅速に製造できる。
本実施形態では、各スペーサ部材7310,7320が平面視不等脚台形形状を有し、光軸方向に延出する柱状に形成され、上述したように配設されているので、レンズアレイユニット700の空隙部分700Aを、光軸方向から平面的に見た場合に、下方側の開口部分の面積に対して上方側の開口部分の面積が小さいテーパ形状とすることができる。このことにより、枕部材180を空隙部分700Aにスライドさせて設置、および枕部材180を空隙部分700Aからスライドさせて脱型することができる。このため、第1レンズアレイ71、第2レンズアレイ72、および各スペーサ部材7310,7320のそれぞれに対応したブランク状態の各光学ガラス材料を枕部材180の外周面に当接させることで、第1レンズアレイ71、第2レンズアレイ72、および各スペーサ部材7310,7320を設計上の位置に位置付けることができ、上述したようにプレス成形を実施することで、設計上の位置にそれぞれ配設された第1レンズアレイ71、第2レンズアレイ72、および各スペーサ部材7310,7320を一体化して、レンズアレイユニット700を容易に製造できる。すなわち、このような構成であれば、上述した精密モールド製法を用いて、前記第1実施形態で説明したような第1レンズアレイ71および第2レンズアレイ72の相互の位置調整を実施することなく、レンズアレイユニット700を容易にかつ迅速に製造できる。
また、例えば、冷却ファン等により、開口部4414を介して光学部品用筐体44内部に空気を導入し、空隙部分700Aに空気を下方側から上方側に向けて流通させ、開口部4423を介して光学部品用筐体44外部に空気を排出させる構成とすれば、以下の効果がある。
すなわち、本実施形態では、空隙部分700Aが、光軸方向から平面的に見た場合に、下方側の開口部分の面積に対して上方側の開口部分の面積が小さいテーパ形状を有しているので、空隙部分700Aに導入された空気を、空隙部分700Aを構成する内周面(第1ベース部711、第2ベース部721、および各スペーサ部材7310,7320の各対向面7310A,7320A)全体に亘って流通させることができる。したがって、光束の照射により第1レンズアレイ71および第2レンズアレイ72に生じる熱を空隙部分700Aに流通する空気に効果的に放熱でき、第1レンズアレイ71および第2レンズアレイ72の温度上昇を効果的に抑制できる。
すなわち、本実施形態では、空隙部分700Aが、光軸方向から平面的に見た場合に、下方側の開口部分の面積に対して上方側の開口部分の面積が小さいテーパ形状を有しているので、空隙部分700Aに導入された空気を、空隙部分700Aを構成する内周面(第1ベース部711、第2ベース部721、および各スペーサ部材7310,7320の各対向面7310A,7320A)全体に亘って流通させることができる。したがって、光束の照射により第1レンズアレイ71および第2レンズアレイ72に生じる熱を空隙部分700Aに流通する空気に効果的に放熱でき、第1レンズアレイ71および第2レンズアレイ72の温度上昇を効果的に抑制できる。
[第5実施形態]
次に、本発明の第5実施形態を図面に基づいて説明する。
以下の説明では、前記第1実施形態と同様の構造および同一部材には同一符号を付して、その詳細な説明は省略または簡略化する。
図16は、第5実施形態における光学部品用筐体440に対するレンズアレイユニット7000の位置決め構造を説明するための図である。具体的に、図16は、光学部品用筐体440に対するレンズアレイユニット7000の位置決め構造を上方側(+Y軸方向側)から見た図である。
本実施形態では、レンズアレイユニット7000は、図16に示すように、前記第1実施形態で説明したレンズアレイユニット7に対して、スペーサ部材73の配設位置が異なる。また、本実施形態では、図16に示すように、前記第1実施形態に対して、光学部品用筐体440に対するレンズアレイユニット7の位置決め構造が異なる。すなわち、本実施形態では、光学部品用筐体440は、図16に示すように、前記第1実施形態で説明した光学部品用筐体44の一対の側方側支持部4411に対して、一対の側方側支持部4415の形状が異なる。スペーサ部材73の配設位置、および一対の側方側支持部4415の形状以外は、前記第1実施形態と同様のものである。
次に、本発明の第5実施形態を図面に基づいて説明する。
以下の説明では、前記第1実施形態と同様の構造および同一部材には同一符号を付して、その詳細な説明は省略または簡略化する。
図16は、第5実施形態における光学部品用筐体440に対するレンズアレイユニット7000の位置決め構造を説明するための図である。具体的に、図16は、光学部品用筐体440に対するレンズアレイユニット7000の位置決め構造を上方側(+Y軸方向側)から見た図である。
本実施形態では、レンズアレイユニット7000は、図16に示すように、前記第1実施形態で説明したレンズアレイユニット7に対して、スペーサ部材73の配設位置が異なる。また、本実施形態では、図16に示すように、前記第1実施形態に対して、光学部品用筐体440に対するレンズアレイユニット7の位置決め構造が異なる。すなわち、本実施形態では、光学部品用筐体440は、図16に示すように、前記第1実施形態で説明した光学部品用筐体44の一対の側方側支持部4411に対して、一対の側方側支持部4415の形状が異なる。スペーサ部材73の配設位置、および一対の側方側支持部4415の形状以外は、前記第1実施形態と同様のものである。
本実施形態においては、図16に示すように、前記第1実施形態では各スペーサ部材731,732の一部が第1ベース部711および第2ベース部721の左右方向両端部から所定寸法、突出していたのに対して、各スペーサ部材731,732が第1ベース部711および第2ベース部721の左右方向両端部から所定寸法、内側に配設されている。
そして、レンズアレイユニット7000の左右方向(X軸方向)両端部には、図16に示すように、第1ベース部711および第2ベース部721の左右方向両端部、および各スペーサ部材731,732における各対向面731A,732Aと反対側の端面により、コ字状の凹部が形成され、該凹部の内面部分が光学部品用筐体440に対してレンズアレイユニット7000の光軸方向(Z軸方向)、および光軸方向に直交する左右方向(X軸方向)の位置を規定する第1の位置決め面7P1´として機能する。
そして、レンズアレイユニット7000の左右方向(X軸方向)両端部には、図16に示すように、第1ベース部711および第2ベース部721の左右方向両端部、および各スペーサ部材731,732における各対向面731A,732Aと反対側の端面により、コ字状の凹部が形成され、該凹部の内面部分が光学部品用筐体440に対してレンズアレイユニット7000の光軸方向(Z軸方向)、および光軸方向に直交する左右方向(X軸方向)の位置を規定する第1の位置決め面7P1´として機能する。
また、光学部品用筐体440の一対の側方側支持部4415は、図16に示すように、部品収納部441の側面内側から互いに近接する方向に突出し、レンズアレイユニット7000の左右方向両端部における前記凹部に嵌合可能とする。そして、一対の側方側支持部4415において、その外面4415Aは、突出方向先端面はYZ平面に平行に延出して平坦状に形成され、突出方向に沿う各側面はXY平面に平行に延出して平坦状に形成され、光学部品用筐体440に対してレンズアレイユニット7000の光軸方向、および光軸方向に直交する左右方向の位置を規定する第1の外形位置基準面として機能する。
そして、レンズアレイユニット7000を光学部品用筐体440に設置する際には、部品収納部441の上方側から内部に向けて、レンズアレイユニット7000における左右両側端部の前記各凹部に部品収納部441の一対の側方側支持部4415が挿通されるようにスライドさせる。そして、この状態において、レンズアレイユニット7000の第1の位置決め面7P1´と光学部品用筐体440における第1の外形位置基準面4415Aとが当接することで、光学部品用筐体440に対してレンズアレイユニット7000のZ軸方向およびX軸方向の位置が規定される。
なお、光学部品用筐体440に対するレンズアレイユニット7000のY軸方向の位置決め構造は、前記第1実施形態で説明した位置決め構造と同様である。
また、本実施形態におけるレンズアレイユニット7000の製造方法は、前記第1実施形態と同様であり、説明を省略する。
なお、光学部品用筐体440に対するレンズアレイユニット7000のY軸方向の位置決め構造は、前記第1実施形態で説明した位置決め構造と同様である。
また、本実施形態におけるレンズアレイユニット7000の製造方法は、前記第1実施形態と同様であり、説明を省略する。
上述した第5実施形態のような光学部品用筐体440に対するレンズアレイユニット7000の位置決め構造を採用した場合であっても、前記第1実施形態と略同様の効果を享受できる。
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
前記各実施形態において、スペーサ部材73,73´,730としては、第1ベース部711および第2ベース部721間の外周端部側に介在配置され第1ベース部711および第2ベース部721間に空隙部分7A,700Aを有した状態で第1レンズアレイ71および第2レンズアレイ72を一体化する構成であればよく、その材質、形状、外周端部側での配置位置および数は、特に限定されない。例えば、前記第4実施形態において、スペーサ部材730としては、空隙部分700Aが光軸方向から見た場合にテーパ形状を有するように構成されていれば、平面視不等脚台形形状に限らず、その他の形状としてもよく、各対向面7310A,7320Aが平坦状に限らず、曲面形状となるように構成しても構わない。また、スペーサ部材73,73´,730を、第1レンズアレイ71および第2レンズアレイ72と異なる材質で構成した場合には、第1レンズアレイ71および第2レンズアレイ72の材質の熱膨張係数に近い熱膨張係数を有する材質で構成することが好ましい。
前記各実施形態において、スペーサ部材73,73´,730としては、第1ベース部711および第2ベース部721間の外周端部側に介在配置され第1ベース部711および第2ベース部721間に空隙部分7A,700Aを有した状態で第1レンズアレイ71および第2レンズアレイ72を一体化する構成であればよく、その材質、形状、外周端部側での配置位置および数は、特に限定されない。例えば、前記第4実施形態において、スペーサ部材730としては、空隙部分700Aが光軸方向から見た場合にテーパ形状を有するように構成されていれば、平面視不等脚台形形状に限らず、その他の形状としてもよく、各対向面7310A,7320Aが平坦状に限らず、曲面形状となるように構成しても構わない。また、スペーサ部材73,73´,730を、第1レンズアレイ71および第2レンズアレイ72と異なる材質で構成した場合には、第1レンズアレイ71および第2レンズアレイ72の材質の熱膨張係数に近い熱膨張係数を有する材質で構成することが好ましい。
前記各実施形態では、照明光学装置5として、重畳レンズ9を含む構成を説明したが、これに限らず、重畳レンズ9を省略した構成を採用しても構わない。この際、第2レンズアレイに重畳レンズ9の機能を付加した構成とする。すなわち、前記第2レンズアレイは、第1レンズアレイ71にて分割された複数の部分光束を被照明領域に重畳させる機能を有する。
前記第1実施形態ないし前記第3実施形態、前記第5実施形態では、レンズアレイユニット7,70,70´,7000を製造する際、第2レンズアレイ72に対して第1レンズアレイ71を移動させて第1レンズアレイ71および第2レンズアレイ72の相互の位置を調整する構成としたが、これに限らず、第1レンズアレイ71に対して第2レンズアレイ72を移動させて第1レンズアレイ71および第2レンズアレイ72の相互の位置を調整する構成としても構わない。この際には、レンズアレイユニット7,70,70´,7000の製造前に、第2レンズアレイ72に対する設計上の位置に予め各スペーサ部材73,73´(スペーサユニット75)を固定する構成とはせずに、第1レンズアレイ71に対する設計上の位置に予め各スペーサ部材73,73´を固定する構成とする。
前記各実施形態では、第1レンズアレイ71は、光束入射側に第1レンズ部712が形成されていたが、これに限らず、光束射出側に第1レンズ部を形成した構成としても構わない。第2レンズアレイ72も同様に、光束射出側に第2レンズ部722が形成されていたが、これに限らず、光束入射側に第2レンズ部を形成した構成としても構わない。
前記各実施形態において、レンズアレイユニット7,70,70´,700,7000の製造方法は、前記各実施形態で説明した製造方法に限らない。
すなわち、前記第1実施形態ないし前記第3実施形態、前記第5実施形態において、レンズアレイユニット7,70,70´,7000を製造するフローは、図9に示すフローに限らない。
例えば、適宜、その工程の順序を変更しても構わない。
また、所定の1つの第2レンズ72A1に対して該第2レンズ72A1に対応する第1レンズ71A1の位置を調整する構成としていたが、これに限らず、例えば、複数の第2レンズ72Aのうち2以上の第2レンズ72Aに対して該2以上の第2レンズ72Aに対応する各第1レンズ71Aの位置を順次、調整する構成としても構わない。
さらに、例えば、レンズアレイユニット7,70,70´,7000の製造前に、第2レンズアレイ72に対する設計上の位置に予め各スペーサ部材73,73´(スペーサユニット75)を固定する構成とはせずに、製造装置100において、各スペーサ部材73,73´を独立して支持する構成としても構わない。
また、例えば、前記第1実施形態、前記第2実施形態、および前記第5実施形態において、前記第4実施形態で説明した製法(精密モールド製法)を採用して、レンズアレイユニット7,70,7000を製造する構成としても構わない。
すなわち、前記第1実施形態ないし前記第3実施形態、前記第5実施形態において、レンズアレイユニット7,70,70´,7000を製造するフローは、図9に示すフローに限らない。
例えば、適宜、その工程の順序を変更しても構わない。
また、所定の1つの第2レンズ72A1に対して該第2レンズ72A1に対応する第1レンズ71A1の位置を調整する構成としていたが、これに限らず、例えば、複数の第2レンズ72Aのうち2以上の第2レンズ72Aに対して該2以上の第2レンズ72Aに対応する各第1レンズ71Aの位置を順次、調整する構成としても構わない。
さらに、例えば、レンズアレイユニット7,70,70´,7000の製造前に、第2レンズアレイ72に対する設計上の位置に予め各スペーサ部材73,73´(スペーサユニット75)を固定する構成とはせずに、製造装置100において、各スペーサ部材73,73´を独立して支持する構成としても構わない。
また、例えば、前記第1実施形態、前記第2実施形態、および前記第5実施形態において、前記第4実施形態で説明した製法(精密モールド製法)を採用して、レンズアレイユニット7,70,7000を製造する構成としても構わない。
また、前記第4実施形態において、レンズアレイユニット700の製造方法は、前記第4実施形態で説明した製造方法に限らない。
例えば、空隙部分700Aの内周面を形成する部材として、枕部材180を用いていたが、これに限らず、空隙部分700Aに対応した形状を有し、空隙部分700Aにスライドして設置、および空隙部分700Aからスライドして脱型可能とするスライドコア(金型の一部)を用いる構成としても構わない。
また、例えば、前記第4実施形態において、前記第1実施形態ないし前記第3実施形態、前記第5実施形態で説明した製造方法(図9のフロー)を採用して、レンズアレイユニット700を製造する構成としても構わない。
例えば、空隙部分700Aの内周面を形成する部材として、枕部材180を用いていたが、これに限らず、空隙部分700Aに対応した形状を有し、空隙部分700Aにスライドして設置、および空隙部分700Aからスライドして脱型可能とするスライドコア(金型の一部)を用いる構成としても構わない。
また、例えば、前記第4実施形態において、前記第1実施形態ないし前記第3実施形態、前記第5実施形態で説明した製造方法(図9のフロー)を採用して、レンズアレイユニット700を製造する構成としても構わない。
前記第2実施形態および前記第3実施形態において、熱伝導性部材74,74´の形状は、前記第2実施形態および前記第3実施形態で説明した形状に限らず、第1ベース部711および第2ベース部721の少なくとも一部に熱伝達可能に接続する形状であれば、いずれの形状でも構わない。
前記第2実施形態ないし前記第4実施形態において、前記第5実施形態で説明した光学部品用筺体に対するレンズアレイユニットの位置決め構造を採用しても構わない。
前記第2実施形態ないし前記第4実施形態において、前記第5実施形態で説明した光学部品用筺体に対するレンズアレイユニットの位置決め構造を採用しても構わない。
前記各実施形態では、光源装置6は、放電発光型の光源装置で構成していたが、これに限らない。例えば、光源装置としては、レーザダイオード、LED(Light Emitting Diode)、有機EL(Electro Luminescence)素子、シリコン発光素子等の各種固体発光素子を採用してもよい。
また、前記各実施形態では、光源装置6を1つのみ用い色分離光学装置41にて3つの色光に分離していたが、色分離光学装置41を省略し、3つの色光をそれぞれ射出する3つの前記固体発光素子を光源装置として構成してもよい。すなわち、3つの色光をそれぞれ射出する照明光学装置を3つ設ける構成としてもよい。
前記各実施形態では、色合成光学装置としてクロスダイクロイックプリズム434を採用していたが、これに限らず、ダイクロイックミラーを複数用いることで各色光を合成する構成を採用してもよい。
また、前記各実施形態では、光源装置6を1つのみ用い色分離光学装置41にて3つの色光に分離していたが、色分離光学装置41を省略し、3つの色光をそれぞれ射出する3つの前記固体発光素子を光源装置として構成してもよい。すなわち、3つの色光をそれぞれ射出する照明光学装置を3つ設ける構成としてもよい。
前記各実施形態では、色合成光学装置としてクロスダイクロイックプリズム434を採用していたが、これに限らず、ダイクロイックミラーを複数用いることで各色光を合成する構成を採用してもよい。
前記各実施形態では、プロジェクタ1は、液晶パネル431を3つ備える三板式のプロジェクタで構成していたが、これに限らず、液晶パネルを1つ備える単板式のプロジェクタで構成しても構わない。また、液晶パネルを2つ備えるプロジェクタや、液晶パネルを4つ以上備えるプロジェクタとして構成しても構わない。
前記各実施形態では、光入射面と光射出面とが異なる透過型の液晶パネルを用いていたが、光入射面と光射出面とが同一となる反射型の液晶パネルを用いてもよい。
前記各実施形態では、光変調装置として液晶パネルを用いていたが、マイクロミラーを用いたデバイスなど、液晶以外の光変調装置を用いてもよい。この場合は、光束入射側および光束射出側の偏光板432,433は省略できる。
前記各実施形態では、スクリーンを観察する方向から投射を行うフロントタイプのプロジェクタの例のみを挙げたが、本発明は、スクリーンを観察する方向とは反対側から投射を行うリアタイプのプロジェクタにも適用可能である。
前記各実施形態では、光入射面と光射出面とが異なる透過型の液晶パネルを用いていたが、光入射面と光射出面とが同一となる反射型の液晶パネルを用いてもよい。
前記各実施形態では、光変調装置として液晶パネルを用いていたが、マイクロミラーを用いたデバイスなど、液晶以外の光変調装置を用いてもよい。この場合は、光束入射側および光束射出側の偏光板432,433は省略できる。
前記各実施形態では、スクリーンを観察する方向から投射を行うフロントタイプのプロジェクタの例のみを挙げたが、本発明は、スクリーンを観察する方向とは反対側から投射を行うリアタイプのプロジェクタにも適用可能である。
本発明を実施するための最良の構成などは、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、かつ、説明されているが、本発明の技術的思想及び目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、形状、材質、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。
したがって、上記に開示した形状、材質などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状、材質などの限定の一部もしくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。
したがって、上記に開示した形状、材質などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状、材質などの限定の一部もしくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。
本発明のレンズアレイユニットは、小型化が図れるため、プレゼンテーションやホームシアタに用いられるプロジェクタのレンズアレイユニットとして利用できる。
1・・・プロジェクタ、3・・・投射レンズ(投射光学装置)、5・・・照明光学装置、6・・・光源装置、7,70,70´,700,7000・・・レンズアレイユニット、7A,700A・・・空隙部分、44・・・光学部品用筐体、71・・・第1レンズアレイ、71A・・・第1レンズ、72・・・第2レンズアレイ、72A・・・第2レンズ、73,73´,730・・・スペーサ部材、74・・・熱伝導性部材、160・・・投影板、431・・・液晶パネル(光変調装置)、711・・・第1ベース部、721・・・第2ベース部、731A,732A,7310A,7320A・・・対向面、741,742・・・開口部、4414,4423・・・開口部、F1,F2・・・スポット光束の像、Ot・・・中心対応位置、S1,S2・・・設置工程、S3・・・光束導入工程、S4・・・投影工程、S6・・・位置調整工程、S7・・・固定工程。
Claims (15)
- 入射光束を複数の部分光束に分割する複数の第1レンズ、および前記複数の第1レンズが形成される板状の第1ベース部を有する第1レンズアレイと、
前記複数の第1レンズに対応し前記複数の部分光束を集光する複数の第2レンズ、および前記複数の第2レンズが形成される板状の第2ベース部を有する第2レンズアレイと、
前記第1ベース部および前記第2ベース部間の外周端部側に介在配置されるスペーサ部材とを備え、
前記第1レンズアレイおよび前記第2レンズアレイは、前記スペーサ部材により、前記第1ベース部および前記第2ベース部間に空隙部分を有した状態で互いに一体化されることを特徴とするレンズアレイユニット。 - 請求項1に記載のレンズアレイユニットにおいて、
前記スペーサ部材は、前記第1ベース部および前記第2ベース部間において、前記スペーサ部材の一部が前記第1ベース部および前記第2ベース部の外周端部よりも平面的に外側に位置するように配設されていることを特徴とするレンズアレイユニット。 - 請求項1に記載のレンズアレイユニットにおいて、
前記スペーサ部材は、前記第1ベース部および前記第2ベース間において、前記第1ベース部および前記第2ベース部の外周端部よりも平面的に内側に位置するように配設されていることを特徴とするレンズアレイユニット。 - 請求項1から請求項3のいずれかに記載のレンズアレイユニットにおいて、
前記第1レンズアレイ、前記第2レンズアレイ、および前記スペーサ部材は、同一の材料にて形成されていることを特徴とするレンズアレイユニット。 - 請求項1から請求項4のいずれかに記載のレンズアレイユニットにおいて、
前記スペーサ部材は、一対で構成され、前記第1ベース部および前記第2ベース部間において、互いに対向するように配設されていることを特徴とするレンズアレイユニット。 - 請求項5に記載のレンズアレイユニットにおいて、
一対の前記スペーサ部材は、当該レンズアレイユニットへの入射光束の光軸方向に沿って延出する柱形状を有し、互いに対向する各対向面における第1の軸方向の離間寸法が前記第1の軸方向に直交する第2の軸方向に沿って異なるように配設されていることを特徴とするレンズアレイユニット。 - 請求項1から請求項6のいずれかに記載のレンズアレイユニットにおいて、
前記空隙部分には、前記空隙部分を構成する前記第1レンズアレイおよび前記第2レンズアレイの内周面の少なくとも一部に熱伝達可能に接続する熱伝導性部材が配設されていることを特徴とするレンズアレイユニット。 - 請求項7に記載のレンズアレイユニットにおいて、
前記熱伝導性部材は、当該レンズアレイユニットを介して射出され被照明領域に照射される有効光を透過させるための開口部を有し枠状に形成されていることを特徴とするレンズアレイユニット。 - 請求項7または請求項8に記載のレンズアレイユニットにおいて、
前記スペーサ部材および前記熱伝導性部材は、同一材料で一体的に形成されていることを特徴とするレンズアレイユニット。 - 光源から射出された光束を複数の部分光束に分割し、前記複数の部分光束を所定の被照明領域上に重畳し前記被照明領域を照明する照明光学装置であって、
光源装置と、
請求項1から請求項9のいずれかに記載のレンズアレイユニットとを備えていることを特徴とする照明光学装置。 - 請求項10に記載の照明光学装置と、
前記照明光学装置からの光束を画像情報に応じて変調する光変調装置と、
前記光変調装置にて変調された光束を拡大投射する投射光学装置とを備えていることを特徴とするプロジェクタ。 - 請求項11に記載のプロジェクタにおいて、
前記照明光学装置および前記光変調装置を内部に収納配置する光学部品用筐体を備え、
前記レンズアレイユニットの空隙部分は、鉛直方向に空気を流通可能に構成され、
前記光学部品用筐体には、鉛直方向に交差する各端面に、前記レンズアレイユニットの配設位置に対応して前記光学部品用筐体内外に空気を流通可能とする開口部がそれぞれ形成されていることを特徴とするプロジェクタ。 - 請求項12に記載のプロジェクタにおいて、
前記スペーサ部材は、一対で構成され、前記第1ベース部および前記第2ベース部間において、鉛直方向に直交する水平方向に互いに対向するように配設され、
一対の前記スペーサ部材は、当該レンズアレイユニットへの入射光束の光軸方向に沿って延出する柱形状を有し、互いに対向する各対向面における前記水平方向の離間寸法が前記空気の流通方向に沿って次第に縮小するように配設されていることを特徴とするプロジェクタ。 - 光源から射出された光束を画像情報に応じて変調する光変調装置を有し前記光変調装置にて変調された光束を拡大投射するプロジェクタに用いられるレンズアレイユニットの製造方法であって、
前記レンズアレイユニットは、入射光束を複数の部分光束に分割する複数の第1レンズ、および前記複数の第1レンズが形成される板状の第1ベース部を有する第1レンズアレイと、前記複数の第1レンズに対応し前記複数の部分光束を集光する複数の第2レンズ、および前記複数の第2レンズが形成される板状の第2ベース部を有する第2レンズアレイと、前記第1ベース部および前記第2ベース部間の外周端部側に介在配置されるスペーサ部材とを備え、
前記第1レンズアレイおよび前記第2レンズアレイは、前記スペーサ部材により、前記第1ベース部および前記第2ベース部間に空隙部分を有した状態で互いに一体化され、
当該製造方法は、
前記第1レンズアレイ、前記第2レンズアレイ、および前記スペーサ部材を所定位置に設置する設置工程と、
前記第1レンズアレイおよび前記第2レンズアレイのうちいずれか一方のレンズアレイが有するレンズのレンズ光軸に一致させた状態でスポット光束を前記第1レンズアレイおよび前記第2レンズアレイに導入する光束導入工程と、
前記第1レンズアレイの前記第1レンズおよび前記第2レンズアレイにおける前記第1レンズに対応した前記第2レンズを介したスポット光束を、前記設置工程にて設置した第2レンズアレイからの離間寸法が前記プロジェクタに搭載される前記第2レンズアレイから前記光変調装置までの設計上の光学的距離と同一の光学的距離を有するように配設され、かつ、前記光変調装置の画像形成領域の中心位置に対応する中心対応位置を規定する中心位置規定情報を有する投影板上に投影させる投影工程と、
前記投影板上に投影されたスポット光束の像を確認しながら、前記スポット光束の像が前記中心対応位置に合致するように前記第1レンズアレイおよび前記第2レンズアレイのうちいずれか他方のレンズアレイを移動させ、前記第1レンズアレイおよび前記第2レンズアレイの相互の位置を調整する位置調整工程と、
前記スペーサ部材を介して前記第1レンズアレイおよび前記第2レンズアレイを固定する固定工程とを備えていることを特徴とするレンズアレイユニットの製造方法。 - 請求項14に記載のレンズアレイユニットの製造方法において、
前記設置工程は、前記第1レンズアレイおよび前記第2レンズアレイを外形基準にて設計上の所定位置にそれぞれ設置することを特徴とするレンズアレイユニットの製造方法。
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